UV-Laserdrucker II

[Uhu U. (uhu)]

Dieter F. schrieb:
> ich konnte endlich erste Versuche / "Messungen" (vorerst nur mit dem
> Oszilloskop) mit meinem Sensor machen.

Wie hast du denn den Laserstrahl auf eine für den Sensor verträglich 
Stärke abgeschwächt?

[Dieter F. (Gast)]

Uhu U. schrieb:
> Den Nachteil der ungebündelten Abstrahlung
> gegenüber dem Laser kompensiert man mit höherer Leistung.

Ja, Du wirst schon Recht haben. Ich bin gespannt auf die Ergebnisse.

Uhu U. schrieb:
> Das musst du näher erklären

Nö, muss ich nicht. Weniger Leistung / Flächeneinheit = mehr 
Belichtungszeit. Eigentlich selbsterklärend.

[Dieter F. (Gast)]

> Wie hast du denn den Laserstrahl auf eine für den Sensor verträglich
> Stärke abgeschwächt?

Mit einem Abschwächer :-)  -> Filter

[Uhu U. (uhu)]

Dieter F. schrieb:
> Uhu U. schrieb:
>> Das musst du näher erklären
>
> Eigentlich selbsterklärend.

Wenn das selbsterklärend ist, stehe ich auf dem Schlauch.

[Uhu U. (uhu)]

Dieter F. schrieb:
> Mit einem Abschwächer :-)  -> Filter

Was für ein Filter?

[Jens (Gast)]

@Uhu
Da hast du einen Denkfehler. Diese Diskussion ist schon einmal geführt 
worden. Um den Lack zu belichten ist eine gewisse Energiemenge 
notwendig.
Wenn du deine LED auf so einen Punkt fokussierst hast du eine ähnliche 
Intensität wie der Laser. Alse geht da auch eine ähnliche Gefahr aus. Es 
ist unerheblich wie die Reflexion ist.
Da geht man vom Worst Case aus. Also es wird alles reflektiert und 
trifft dein Auge. Bei den LEDs wird auch darauf aufmerksam gemacht, dass 
man mit den Augen aufpassen muss. Das ist auch kein Spielzeug.
Zudem ist die Diskussion nicht zielführend. Wenn du mal die Ergebnisse 
mit dem 3D Drucker vergleichst, so wirst du ja feststellen, dass da 
erstaunlich wenig Leistung beim Laser gebraucht wird.
Die Optik für die LED ist da viel zu teuer. Das bringt keinen Vorteil.

Und wenn das so funktionieren würde würden sicher alle Hersteller für 
CD/DVD Laufwerke darauf zurück kommen. Die haben sich da sicher schon 
Gedanken gemacht und haben sich bewusst für den Laser entschieden. Man 
kann keine LEDs so klein fokussieren. Die Strahlqualität ist da nicht 
ausreichend für diesen Zweck.

Grüße, Jens

[Dieter F. (Gast)]

Uhu U. schrieb:
> Wenn das selbsterklärend ist, stehe ich auf dem Schlauch.

Also zum 3. Mal:

Weniger Leistung / Flächeneinheit = mehr Belichtungszeit.

Mehr kann ich da nicht erklären. Schau Dir doch mal die Dokumente von 
Bungard an - vielleicht hilft das ja.

Im übertragenen Sinn :-)

Mit einem 1 PS Mofa fährst Du i.d.R. nicht so schnell von Hamburg nach 
München wie mit einem 500 PS Maserati. Das dauert mit dem Mofa etwas 
länger.

[Dieter F. (Gast)]

Uhu U. schrieb:
> Wenn das selbsterklärend ist, stehe ich auf dem Schlauch.

Danke für die -1 :-)

Kannst Du mal genau erklären, was Du vorhast / Dir ausdenkst?

Eine "normale" UV-LED kommt - ausgehend von der "Belichtungsintensität" 
- nicht an eine UV-LD heran. Eine "Power-UV-LED" hat schon ordentlich 
"Schmackes". Allerdings wird der "Schmackes" auch über ca. max. 180 Grad 
verteilt.

(Ich habe mal überlegt, solch eine Power-UV-LED als Punktlichtquelle zu 
nutzen, es aber dann wieder verworfen).

Wie willst Du das denn vernünftig fokussieren? Zeige doch bitte mal 
Deine Ideen - vielleicht haben wir ja alle nur Tomaten auf den Augen und 
verstehen Deinen Ansatz nicht ...

Ich zumindest (Ü50) kann Dir da nicht folgen / keinen Sinn darin sehen.

Kannst mir gerne noch eine -1 verpassen :-)

[Guido B. (guido-b)]

Naja Dieter, ursprünglich habe ich das auch in Erwägung gezogen,
damals noch mit vielen UV-LEDs, da es die Powerteile noch nicht
gab.

Du musst das Licht der LEDs auf eine (kleine) Blende bündeln und
diese Blende dann verkleinert abbilden. Das könnte schon funktionieren
aber die Bauhöhe hat mich abgeschreckt. Heute ginge es vllt., es gibt
ja zu den PowerLEDs auch passende Linsen, die schon mal auf wenige Grad
Abstrahlung brechen. Der Rest wird dann aber auch noch viel länger
als die Laserdiode.

Grüße, Guido

[Uhu U. (uhu)]

Dieter F. schrieb:
> Kannst Du mal genau erklären, was Du vorhast / Dir ausdenkst?

Ich überlege, ob es mit einer Power-LED, statt einem Laser machbar ist. 
Wenn 50 mW elektrische Leistung, die in einen Laser hinein gehen, schon 
die Lackschicht schädigen können, dann ist eine LED, die ca. 1W 
Lichtleistung erzeugt - also > das 20-fache - möglicherweise nicht 
völlig ungeeignet.

> Eine "normale" UV-LED kommt - ausgehend von der "Belichtungsintensität"
> - nicht an eine UV-LD heran.

So naiv, das zu hoffen, bin ich nicht...


Ich habe heute mal die Optik durchgerechnet - man bräuchte eine sehr 
kurzbrennweitige Linse, die ziemlich nahe über der Platine geführt 
werden muss, während der Abstand zur LED ziemlich groß würde. Das ist 
leider ziemlich ungünstig.

Statt Polygonspiegel oder oszillierendem Mechanismus o.ä. denke ich über 
eine Konstruktion nach, die waagerecht über der Platine rotiert und in 
Form eines Kreisabschnittes belichtet - dann hätte man zum einen keine 
Verzerrungen durch variablen Abstand zwischen Optik und Platine und zum 
anderen eine gleichförmige Bewegung. Wenn man das Problem mit der Optik 
gelöst bekäme, wäre es vielleicht möglich, über der Achse der 
horizontalen Scheibe fest eine massive Lichtquelle zu montieren, die von 
oben auf die Linse leuchtet - dann wäre Strom auf der Scheibe nicht 
notwendig.

Ist aber alles noch unausgegoren und muss einfach mal durchdacht und 
durchgerechnet werden... Hinterher ist man klüger.

[Uhu U. (uhu)]

Guido B. schrieb:
> Du musst das Licht der LEDs auf eine (kleine) Blende bündeln

Ich dachte daran, den Die der LED auf die Platine abzubilden.

[Guido B. (guido-b)]

Uhu U. schrieb:
> Ich dachte daran, den Die der LED auf die Platine abzubilden.

Das wird nicht so einfach, da das LED-Gehäuse ja auch schon
eine Linse beinhaltet. Aber insofern hast du Recht: Leistung
bringen die Dinger mittlerweile massenweise.

[Klaus (Gast)]

Nur so ein paar Gedanken, die mir durch den Kopf gehen:

Das einfachste (und lansamste) ist eine geeignete Lichtquelle (Laser) in 
einen XY Penplotter einzuspannen. Die gibts leider kaum noch, eine 
Alternative ist ein 3D Printer oder eine CNC. Was dabei rauskommt ist 
der klassische Photoplotter, nur mit UV.

Schneller ist sicher ein Rasterplotter, ein Laserdrucker-System mit 
rotierendem Spiegel, das eine Zeile auf einmal belichtet. Das hat 
außerdem den Vorteil, daß ein Positiv oder Negativ durch einfaches 
invertieren des Helligkeitssignals erreicht werden kann. Die Optik mit 
der passenden F-Theta Linse ist in jedem Laserdrucker vorhanden und wird 
bei den 405nm, die ja noch sichtbares Licht sind, auch funktionieren, 
nur mit einer anderen Brennweite. Ob man mit Hobbymitteln den neuen, 
richtigen Montageort für den Laser findet ist fraglich. Die oben 
gezeigten Messungen könnten aber dabei hilfreich sein. Ob die Intensität 
bei der großen Strahlgeschwindigkeit ausreicht ist erstmal ungeklärt, 
scheint aber erreichbar zu sein.

Noch schneller wäre es, wenn man die ganze Platine auf einmal belichtet, 
z.B. mit einem Projektor. Das ist nicht ganz aus der Welt. Es gibt auch 
schon im Hobbybereich erfolgreiche Versuche, mit einem DLP Projektor und 
UV-härtenden Materialien einen 3D Drucker zu bauen. Wenn man mal 
annimmt, die notwendige Lichtenergie ein Ätzresist oder ein Photopolymer 
auszuhärten wären vergleichbar, ist eine Platine nur eine Ebene einer 
Stereolithography. Das wäre natürlich extrem schnell, so im 
Sekundenbereich für eine Platine.

Es gibt im Netz einige Beschreibungen, wie man einen DLP Projektor dazu 
umbauen kann. Dazu wird meißt das Farbrad außer Funktion gesetzt. Dann 
wird versucht, die Projektionsfläche auf den Bauraum des Druckers zu 
verkleinern. Man könnte nun noch die Lampe durch eine 405nm 
Leistungs-LED ersetzen, um die Wirkung aus das Ätzresist zu verbessern.

https://www.linkedin.com/pulse/sla-3d-printing-difference-laser-dlp-light-generation-jennifer-chen?trk=pulse-det-nav_art

http://www.instructables.com/id/Build-a-Laser-3D-Printer-Stereolithography-at-Ho/

http://projectsinterestsandetcetera.com/casio-dlp-projector-mods/

Das Ergebniss wäre schon super: keine bewegten Teile. Einfach das 
beschichtete Basimaterial in den Belichter einlegen, ein paar Sekunden 
anschalten, fertig.

MfG Klaus

[Dieter F. (Gast)]

Uhu U. schrieb:
> denke ich über
> eine Konstruktion nach, die waagerecht über der Platine rotiert und in
> Form eines Kreisabschnittes belichtet

Wenn Du eine Lichtquelle zentral positionierst kann das dann ja nur eine 
(bzw. ggf. 2 entgegengesetzt angeordnet) Linse auf der Scheibe sein, 
welche Du entsprechend von innen nach außen oder umgekehrt bewegst - wie 
z.B. bei den Spuren einer CD.

Gehe ich gedanklich von einer Europlatine aus - quer in einem Halbkreis 
angeordnet - brauchst Du dazu eine Scheibe mit ca. 30 cm Durchmesser 
(eigentlich 26 - aber da wird ja durch die Achse ein "blinder Fleck" 
sein etc.). Heißt ca. 700 cm². Eine Linse mit - angenommen - 1 cm 
Durchmesser hat rund 0,8 cm². Von den 1 Watt der Power-LED kommen dann 
ca. 1,1 mW im Brennpunkt der Linse an. Ich weiß allerdings nicht, ob 
eine ggf. größere Linse praktikabel wäre ...

Je nach Spur hast Du auch andere Belichtungszeiten, welche Du direkt 
berechnen oder vorberechnet haben musst. Das ist sicher eine ordentliche 
Nuss :-)

Ich bin wirklich gespannt, ob sich da eine Möglichkeit ergibt.



Klaus schrieb:
> Ob man mit Hobbymitteln den neuen,
> richtigen Montageort für den Laser findet ist fraglich.

Ich denke, das ist - für normale Anwendung / Auflösung - bewiesen.

Klaus schrieb:
> Ob die Intensität
> bei der großen Strahlgeschwindigkeit ausreicht ist erstmal ungeklärt,
> scheint aber erreichbar zu sein.

Auch das ist bewiesen.

Klaus schrieb:
> Das Ergebniss wäre schon super: keine bewegten Teile. Einfach das
> beschichtete Basimaterial in den Belichter einlegen, ein paar Sekunden
> anschalten, fertig.

Da stimmen wir überein :-)

[Uhu U. (uhu)]

Dieter F. schrieb:
> Wenn Du eine Lichtquelle zentral positionierst kann das dann ja nur eine
> (bzw. ggf. 2 entgegengesetzt angeordnet) Linse auf der Scheibe sein,
> welche Du entsprechend von innen nach außen oder umgekehrt bewegst - wie
> z.B. bei den Spuren einer CD.

Man kann auch die Platine unter dem Kreisabschnitt-Strahl bewegen - dann 
kann der ganze Projektionsmechanismus fest stehen. Der Bahndurchmesser 
der Optik müsste größer sein, als die breiteste zu belichtende Platine.

> Je nach Spur hast Du auch andere Belichtungszeiten, welche Du direkt
> berechnen oder vorberechnet haben musst. Das ist sicher eine ordentliche
> Nuss :-)

Das Problem ist damit aus der Welt.

[Dieter F. (Gast)]

Uhu U. schrieb:
> Man kann auch die Platine unter dem Kreisabschnitt-Strahl bewegen

-> Laserplotter invers :-)

[123 (Gast)]

Moin. Ich muss mal meinen Senf zu LED vs Laser abgeben. Sorry schonmal 
dafür.

Eine LED ist ein Flächen Strahler. Das heißt die ganze Fläche strahlt. 
Jeder Punkt der Fläche hat mehr oder weniger einen abstrahlwinkel Winkel 
von 180°. Das vernünftig zu fokussieren wird vermutlich nur mit einem 
sehr langen Aufbau und grossen Verlusten machbar sein. Ein grosser Teil 
des Lichtes streut in alle nicht gewollten Richtungen. Selbst Linsen 
machen das nicht besser. Der Brennpunkt wird vermutlich was die grösse 
angeht nicht mit der eines Laser vergleichbar sein.

Laser Dioden hingegen haben eine viel kleinere abstrahlwinkel Fläche. 
Der abstrahlwinkel Winkel ist zwar fast genau so mies wie bei einer LED. 
Aber aufgrund der kleineren abstrahl Fläche ergibt sich weniger 
ungewolltes Streulicht. Bzw die Verluste in der Strahlformung (z.B. 
durch Masken) fallen geringer aus.

Mir würde als weitere Belichtungszeitvariante noch ein Laser Scanner 
einfallen. Wobei hier wieder die Strahllänge wieder hässlich ist. (Mitte 
/ Rand) Ggf könnte man das durch eine steuerbare Fokusverstellung 
korrigieren.

Viel Spass mit euren belichten. ?

[Conny G. (conny_g)]

Hier mal ein paar Makroaufnamen von der aktuellen Platine in Produktion.
Belichtet mit 1016 dpi. Man sieht jeden Laserstrich, es scheint ich habe 
diesmal den Fokus besser erwischt.
Bin bespannt, ob die beim Entwickeln was wird - das Problem ist ja, dass 
besserer Fokus gleich zu höherer Leistung pro Fläche führt.

Nachtrag:
Das war leider nichts, überbelichtet. Da hat es mir sogar 8-10mil 
Leiterbahnen gekillt.

[Guido B. (guido-b)]

Bilde ich mir das nur ein, oder fehlt beim Belichten jede
8. Zeile? Das wäre ein Bit pro Byte.

[Conny G. (conny_g)]

Guido B. schrieb:
> Bilde ich mir das nur ein, oder fehlt beim Belichten jede
> 8. Zeile? Das wäre ein Bit pro Byte.

Ja, da rätsle ich auch woher das kommt.
Es scheint so zu sein, dass jede 8. Zeile weiterrutscht und mit der 9. 
Zeile fast zusammenfällt, man kann nach der Lücke immer ganz leicht 
sehen, dass das nächste 2 Zeilen sind.
Entweder ich habe Rundungsfehler in meiner Koordinatenberechnung (das 
glaube ich aber nicht, es wird mit float gerechnet). Oder es ist ein 
Stepper-Motor-Effekt.

[Guido B. (guido-b)]

Wenn es in der gerasterten Vorlage wäre, müsste man es auch
beim Hineinzoomen erkennen können. Ich vermute auch eher ein
Timingproblem oder Ähnliches.

[Richard B. (r71)]

Hallo Conny,

Ich habe dich schon vermisst.
Ich dachte du bist schon fertig ;)

Wie breit sind diese Linien eigentlich?

Richard

[Conny G. (conny_g)]

Richard B. schrieb:
> Ich habe dich schon vermisst.
> Ich dachte du bist schon fertig ;)

Nein, noch nicht fertig. Ich habe es das eine oder andere Mal geschafft 
erfolgreich zu belichten, aber so richtig prozesssicher ist das ganze 
noch nicht.
Zweiseitig (Hin-/Rückweg) klappt noch nicht, und ich habe noch keine 
zweiseitige Platine belichtet, das ist gerade in Arbeit.

> Wie breit sind diese Linien eigentlich?

Das fotografierte Achteckige ist ein Via mit 1.27mm Außendurchmesser und 
0.6mm Bohrung.
Wenn nun die Bohrung aus 21 Linien besteht (grad abgezählt), dann ist 
die Linie 0.6/21 = 0.028mm dick (ca. 1mil). Wobei zwischen den Linien 
noch ein kleiner Spalt ist.

Das täuscht aber bzgl. der eigentlichen Belichtung. Denn was man hier 
sieht ist "verbrannter" Lack im Zentrum des Laserpunkts, daneben reicht 
die Energie immer noch aus zur erfolgreichen Belichtung.
Und deshalb war der Versuch auch überbelichtet, weil es am Rand so stark 
überstrahlt hat, dass sogar 10mil Leiterbahnen dabei draufgingen.
Dass 1-2mil mehr weggehen, das kenn ich ja schon, hier waren es dann 
offensichtlich 3-4mil und damit löst sich eine 8-10mil Bahn teilweise in 
Luft auf.

Vorhin nächster Versuch mit 508dpi (letzter 1016dpi) und selber 
Leistung. Das war wiederum zuwenig, es blieben kleine Linien zwischen 
den Laserbahnen stehen, die ewig brauchten zum abätzen, damit war die 
ganze Platine dann stark überätzt und die Kanten wurden fransig, die 
Restringe zu klein etc. Brauchbar wäre die Platine aber gewesen, wenn 
ich nicht Vor-/Rückseite 2mm verschoben gehabt hätte :-)

Gerade läuft eine Belichtung mit 7500mm/min, 508dpi, 20% mehr Leistung 
(76mA, ~20mW) und einer Zugabe von 1 Pixel.

[Hp M. (nachtmix)]

Klaus schrieb:
> Schneller ist sicher ein Rasterplotter, ein Laserdrucker-System mit
> rotierendem Spiegel, das eine Zeile auf einmal belichtet. Das hat
> außerdem den Vorteil, daß ein Positiv oder Negativ durch einfaches
> invertieren des Helligkeitssignals erreicht werden kann. Die Optik mit
> der passenden F-Theta Linse ist in jedem Laserdrucker vorhanden und wird
> bei den 405nm, die ja noch sichtbares Licht sind, auch funktionieren,
> nur mit einer anderen Brennweite. Ob man mit Hobbymitteln den neuen,
> richtigen Montageort für den Laser findet ist fraglich.

Das wird man dynamisch nachfokussieren müssen, was aber nicht allzu 
schwierig sein sollte, denn in jedem CD-Player befindet sich ja eine 
elektrisch angetriebene Linse für genau diesen Zweck.
Wenn man erst einmal die benötigte Wellenform festgestellt hat, bleibt 
es ja dabei.

Zum Beipiel könnte man den fokussierten Laserpunkt über die Oberfläche 
einer (von der Lackschicht befreiten) CD-R huschen lassen, oder eine der 
dekorativen Kreuzgitterfolien als Ziel benutzen. Iirc haben diese 
Gitterfolien etwa 600 Linienpaare/mm, bei der CD beträgt der Spurabstand 
1,6µm.
Wenn nun der Laserpunkt in -sagen wir- 3ms über eine zu belichtende 
Strecke von 100mm huscht, ensteht Streulicht, das mit ca. 21MHz 
moduliert ist.
Wenn der Laser nicht genau auf dieses Muster fokussiert ist, entsteht 
zwar auch Streulicht, aber die Modulation ist weg.

[Jens (Gast)]

Hallo Conny,

deine Linien sehen so ähnlich aus wie bei mir und meinem ersten Drucker.
Was man bei dir sieht ist, dass du immer noch Vibrationen auf deinen 
Achsen hast. Die Linien sind ein bisschen gewellt.
Das muss man sehen ob das ein Problem ist.
Die Abstände zwischen deinen Zeilen (jede 8.) kommt von deinem 
Microschrittbetrieb.
Die Motoren sind halt nicht ideal und rasten bei Erreichen jedes Halb- 
oder Vollschrittes ein.
Das kommt drauf an ob du mit 1/8 oder 1/16 fährst. Diesen Effekt kannst 
du durch Software nicht weg bekommen. Das ist mechanisch in den Motoren 
verankert. Bei meinem Drucker habe ich das über ein Getriebe für den 
Vorschub gelöst. Da ist die rechnerische Auflösung dann 10 mal höher. 
Dann sieht man diesen Effekt nicht mehr so sehr. (Klar man muss ja auch 
für den gleichen Weg 10 Microschritte machen)
Bei deinem Drucker ist die Mechanik fertig. Da wird diese Lösung 
wahrscheinlich nicht gehen.

Grüße, Jens

[Conny G. (conny_g)]

Conny G. schrieb:
>
> Gerade läuft eine Belichtung mit 7500mm/min, 508dpi, 20% mehr Leistung
> (76mA, ~20mW) und einer Zugabe von 1 Pixel.

Makrofotos davon, bin gespannt, wie sich das entwickelt.

Die Verschiebung nach jeder 4. Zeile (vorher 8 bei 1016dpi) gibt es hier 
auch, fällt aber kleiner aus.
Interessant ist der Jitter bei den ganz schmalen Pixeln.

[Conny G. (conny_g)]

Jens schrieb:
> Hallo Conny,
>
> deine Linien sehen so ähnlich aus wie bei mir und meinem ersten Drucker.
> Was man bei dir sieht ist, dass du immer noch Vibrationen auf deinen
> Achsen hast. Die Linien sind ein bisschen gewellt.
> Das muss man sehen ob das ein Problem ist.

Das sieht man am meisten bei der Bohrung von 2,8mm (letztes Bild). Das 
ist die Seite wo er losfährt nach dem Zeilenwechsel. Logischerweise sind 
die Vibrationen dort am stärksten.

> Die Abstände zwischen deinen Zeilen (jede 8.) kommt von deinem
> Microschrittbetrieb.

Das dachte ich mir, danke für die Bestätigung.

> Die Motoren sind halt nicht ideal und rasten bei Erreichen jedes Halb-
> oder Vollschrittes ein.
> Das kommt drauf an ob du mit 1/8 oder 1/16 fährst. Diesen Effekt kannst
> du durch Software nicht weg bekommen. Das ist mechanisch in den Motoren
> verankert. Bei meinem Drucker habe ich das über ein Getriebe für den
> Vorschub gelöst. Da ist die rechnerische Auflösung dann 10 mal höher.
> Dann sieht man diesen Effekt nicht mehr so sehr. (Klar man muss ja auch
> für den gleichen Weg 10 Microschritte machen)
> Bei deinem Drucker ist die Mechanik fertig. Da wird diese Lösung
> wahrscheinlich nicht gehen.

Nein, das kann ich hier nicht ändern. Bei 508dpi ist es auch schon sehr 
viel weniger stark.
Aber ich kann auch damit leben, wenn ich die bisher erreichten guten 
Ergebnisse sicher reproduzieren kann.
Wenn ich dann noch zweiseitig hinbekomme, dann ist alles prima.

[Jens W. (jensw)]

Hallo Conny,

bei mir hat es geholfen den Motorstrom zu reduzieren.
Senke den Strom auf den Wert, dass die Achsen gerade noch so laufen aber 
keinen Ausfall haben.
Das Rasten ist vom Strom abhängig. Aber das hohe Drehmoment, dass die 
Motoren liefern können brauchst du ja vielleicht nicht.

Gruß, Jens

[Conny G. (conny_g)]

Hier mal ein paar Overlays zwischen Makroaufnahmen der Belichtung und 
der geätzten Platine.

Die Linien spiegeln die Auflösung von 508dpi wider, der Abstand ist 
damit 0,05mm.
Also sind die verfärbten/"verbrannten" Streifen ca. ein Drittel davon 
breit, also 0,3 x 0,05mm = 0,015mm.
Das Laser-Oval ist vertikal ausgerichtet.

In Overlay2 wird der Kanal zwischen 2 Pads durch nur eine Linie 
belichtet.
Die Laserleistung außerhalb des verfärbten Bereichs reicht noch für die 
Belichtung von 2,5-3 Pixeln in y-Richtung aus.
D.h. die Taktik 1 Pixel zuzugeben um Netto beim geplanten Pad/Bahn zu 
bleiben passt recht gut.
Dann ist also die effektive Pixelgröße des Lasers bei dieser Leistung 
etwa 2,5 x 0,05mm = 0,125mm. Ca. 200dpi.

Wenn aber nun die Laserleistung im Zentrum von 0,015mm so viel stärker 
ist als außerhalb in dem Ring von 0,125mm, dann müsste man doch mit der 
Laserleistung noch deutlich geringer gehen können und damit ein 
Punktgröße von deutlich geringer als 0,125mm und etwas größer als 
0,015mm erreichen können.

Das mal mit dem Datenblatt verglichen möchte man meinen ein 
Drittel/Viertel müsste schon erreichbar sein, also 0,03 bis 0,04mm oder 
irgendwas 600-800dpi.

[Conny G. (conny_g)]

Conny G. schrieb:
> Wenn aber nun die Laserleistung im Zentrum von 0,015mm so viel stärker
> ist als außerhalb in dem Ring von 0,125mm, dann müsste man doch mit der
> Laserleistung noch deutlich geringer gehen können und damit ein
> Punktgröße von deutlich geringer als 0,125mm und etwas größer als
> 0,015mm erreichen können.

Dazu habe ich jetzt eine Belichtungsreihe mit 508dpi gemacht und 5mm 
Stücke von 4mil Leiterbahnen belichtet. Sie bestehen dann aus 2 Streifen 
Belichtung im Abstand von 0,5mm (508dpi) und Zwischenraum 2 Streifen à 
0,5mm.

Die Belichtung erfolgte mit den Geschwindigkeiten 2500, 3750, 5000, 
7500, 10000, 12500 mm/min und mit -12% bis +12% in 3%-Schritten um den 
bisher als den besten festgestellten Wert bei 7500mm/min.

Der "Sweet Spot" liegt im Ergebnis bei 5000mm/min und 67mA LD-Strom, das 
müsste ca. 15mW Laserleistung sein.
Bei höheren oder geringeren Geschwindigkeiten werden die vertikalen 
Schwingungen größer (wobei überwiegend immer noch verkraftbar), bei den 
67mA ist der Kompromiss aus "vollständig belichtet und weggeätzt" vs. 
der Größe des Laserpunkts am besten.

Bei diesen Parametern ist der effektive Laserpunkt / Belichtungspunkt 
nur minimal größer als 2mil / 0,5mm.
4mil-Strukturen sind damit sicher darstellbar.
Ein vorheriger Test mit nur 1 Streifen (= 2mil) zeigte, dass auch das 
klappen sollte, liegt aber nicht mehr im sicheren Bereich, da könnte es 
schon mal minimale Kurzschlüsse geben.
Also ist eine Auflösung von 500dpi erreichbar, wenn man mit der 
Laserleistung an die unterste Grenze geht.

[Richard B. (r71)]

Conny G. schrieb:
> Dazu habe ich jetzt eine Belichtungsreihe mit 508dpi gemacht und 5mm
> Stücke von 4mil Leiterbahnen belichtet. Sie bestehen dann aus 2 Streifen
> Belichtung im Abstand von 0,5mm (508dpi) und Zwischenraum 2 Streifen à
> 0,5mm.

Reden wir hier von 2mil oder von 0,5mm?

[Conny G. (conny_g)]

Richard B. schrieb:
> Conny G. schrieb:
>> Dazu habe ich jetzt eine Belichtungsreihe mit 508dpi gemacht und 5mm
>> Stücke von 4mil Leiterbahnen belichtet. Sie bestehen dann aus 2 Streifen
>> Belichtung im Abstand von 0,5mm (508dpi) und Zwischenraum 2 Streifen à
>> 0,5mm.
>
> Reden wir hier von 2mil oder von 0,5mm?

Ah, Typo... von 0,05mm = 2mil.

[Richard B. (r71)]

Hast du herausgefunden woher diese "Schwingungen" kommen?
Sind diese mitn Ultimaker Mechanik noch lös(ch)bar?

[Conny G. (conny_g)]

Richard B. schrieb:
> Hast du herausgefunden woher diese "Schwingungen" kommen?
> Sind diese mitn Ultimaker Mechanik noch lös(ch)bar?

Die Schwingungen/Vibrationen kommen von den Schrittmotoren, da ist 
wahrscheinlich nicht viel zu machen.
Auch hat der Druckkopf des Ultimaker ein minimales Spiel in Y-Richtung 
wenn man dran wackelt. Das zusammen mit der Kabelführung oben, die bei 
bestimmten Geschwindigkeiten mehr pendelt als bei anderen gibt es 
genügend Quellen von Schwingungen.
Ich werde das Kabel oben noch mit einem Gummi seitlich anbinden um diese 
Pendelei zu dämpfen, das ist m.E. aber nicht die größte Ursache.
Die richtige Geschwindigkeit ist wohl die beste Abhilfe, 5000/7500mm/min 
funktionieren gut, drunter und drüber ist es stärker.
Es scheint mir auch, dass unterhalb eher die 
Vibrationen/Geschwindigkeitsunregelmässigekeiten des Schrittmotors zum 
Vorschein kommen und oberhalb eher andere Faktoren wie das Spiel des 
Kopfes.

[K.M. (Gast)]

> Auch hat der Druckkopf des Ultimaker ein minimales Spiel in Y-Richtung
> wenn man dran wackelt.

Geht vorspannen mittels Gewicht das über eine Umlenkrolle und Schnur an 
der Achse zieht?

[Conny G. (conny_g)]

K.M. schrieb:
>> Auch hat der Druckkopf des Ultimaker ein minimales Spiel in Y-Richtung
>> wenn man dran wackelt.
>
> Geht vorspannen mittels Gewicht das über eine Umlenkrolle und Schnur an
> der Achse zieht?

Sowas hab ich mir auch schon überlegt. Ich glaube ich versuche das mal.
Ansonsten wären nämlich die 10.000-12.500mm/min gut möglich, wenn es mal 
nicht 4mil sein müssen - was ja meistens der Fall ist.
Und das wäre ja immerhin fast doppelt so schnell wie mit 7.500mm/min, 
dann ist eine kleine Platine von 5x8cm Ruck Zuck fertig.

[Conny G. (conny_g)]

Was habt ihr denn so für Tricks für die deckungsgleiche Belichtung der 
Rückseite?

Da ist bei mir die Herausforderung, dass ich den Laser und die 
Grundplatte ja immer wieder ab- und aufbaue, weil ich den UM auch mal 
als 3D-Drucker nutze.
D.h. ich brauche ein schnelles & einfaches Kalibrierungsprozedere wie 
ich meinen Anschlag montiere und den Vorne-/Hinten-Offset schnell (2-3 
Minuten) herausfinde.

Das erste Mal habe ich das improvisiert (etwa wie unten, aber nicht 
systematisch) und mir eine Abweichung von 0,5mm eingefangen. Obwohl da 
anscheinend auch noch eine Verzerrung der Belichtung vs. der 
theoretischen Maße im Spiel ist, die ich noch genauer analysieren muss.

Ich habe mir das so gedacht:
Ich lasere auf Thermopapier ein 10x16cm-Rechteck im gewünschten 
Arbeitsbereich.
Dann klebe ich dort meinen Anschlag an die linke untere Ecke mit 1-2mm 
Abstand.
Ich mache mir eine Platine mit Thermopapier vorne und hinten, darauf 
lasere ich ein Pattern, hinten horizontal gespiegelt, die Breite immer 
100mm (ich belichte in Richtung der 100mm).
Ich messe ab, wie weit das Pattern zwischen vorne und hinten verschoben 
ist und rechne das den Startkoordinaten ab oder hinzu.
Dann müsste ich eigentlich den richtigen Startpunkt auf <0,25mm genau 
haben.

Habt ihr bessere, einfachere oder genauere Ideen?

[Guido B. (guido-b)]

Hallo Conny,

bei mir ist es immer noch nur Planung, aber ich plane so:

Links, rechts und unten habe ich an der Bearbeitungsfläche
4-mm-Messingzylinder als Anschläge. Für die Oberseite wird
der Anschlag links unten benutzt und eine Bohrung im Ursprung
angebracht. Auf diese Bohrung richte ich einmal die Lasereinheit
aus. Für die Unterseite wird die Platine umgeschlagen und rechts
unten ausgerichtet. An der Ursprungsbohrung richte ich dann einmal
die Lasereinheit aus.

Letztendlich erfolgt dann die Belichtung der Oberseite von links nach
rechts, die der Unterseite von rechts nach links.

Grüße, Guido

[Conny G. (conny_g)]

@Guido:
das mit Rückseite von rechts nach links belichten habe ich mir auch 
schon überlegt. Denn ich stelle ja Verzerrungen fest, die dann über 
kreuz liegen und sich damit bzgl. Übereinstimmung Vor-/Rückseite 
verstärken, wenn ich beides von Links belichte.
Genau das hatte ich bei meiner ersten realen, zweiseitigen Platine. Am 
schlimmsten Punkt war die Abweichung 1mm - da kann man schon nicht mehr 
so bohren, dass es noch irgendwie aufgeht... Zum Glück war das da an 
einer Stelle, wo ich keine Kontakte mehr brauchte, nur zum befestigen 
eines langen Headers.

[Conny G. (conny_g)]

Gibt's bei Euch irgendwas neues zu berichten?
Bin jetzt ein paar Wochen nicht mehr zum Lasern gekommen.

[Jens (Gast)]

Servus,

bei mir im Moment nicht. Über den Sommer habe ich andere Projekte. Ab 
dem Herbst werde ich mich wieder um meinen Drucker kümmern.
Ich habe noch einiges an Mechanik zu bauen und dann geht es weiter.

Parallel habe ich mich ein bisschen damit beschäftigt wie man das mit 
Galvos realisieren kann. Da gab es ja das Video wo das Layout auf 
Thermopapier gelasert wurde. Ich möchte heraus finden ob das mit 
Hobbymitteln realisierbar ist.


Grüße, Jens

[Nova Scotia (Gast)]

Kurze Zwischenfrage: in welchem Winkel strahlen diese Lasereinheiten mit 
Polygonspiegel eigentlich in etwa ab? Will wir was Ähnliches bauen und 
wollte vorm Kauf solch einer Einheit wissen, wie hoch das Ganze werden 
müsste. Danke!

[Conny G. (conny_g)]

Das mit den Galvos finde ich auch superspannend.
Sollte es da mal sowas wie eine Bauanleitung geben würde ich das machen.
Mit dem 3D Drucker geht's ja ganz gut, aber hat schon Limitationen. Und 
jetzt bin ich mit der Laserbelichterei angefixt :-)

[Conny G. (conny_g)]

Nova Scotia schrieb:
> Kurze Zwischenfrage: in welchem Winkel strahlen diese Lasereinheiten mit
> Polygonspiegel eigentlich in etwa ab? Will wir was Ähnliches bauen und
> wollte vorm Kauf solch einer Einheit wissen, wie hoch das Ganze werden
> müsste. Danke!

Etwas nach diesem Post kommen Fotos und mehr Infos, hab das gerade 
nachgelesen:
Beitrag "Re: UV-Laserdrucker"

Der "Frank" sagt 30cm.
Und dass billige Galvos für 100 Euro nicht funktionieren.

[Nova Scotia (Gast)]

Conny G. schrieb:
> Etwas nach diesem Post kommen Fotos und mehr Infos, hab das gerade
> nachgelesen:
> Beitrag "Re: UV-Laserdrucker"
>
> Der "Frank" sagt 30cm.

Dankeschön!

[Jens (Gast)]

Hallo,

da gibt es eine Bauanleitung.
http://elm-chan.org/works/vlp/report_e.html
Das nehme ich als Grundlage. So wie es da ist wird es nicht 
funktionieren, aber als Anfang zum Spielen ist das sicher geeignet.
Galvos für 500€ das Stück kaufe ich sicher nicht. Das sprengt mein 
Budget.

Ich habe auch schon eine Platine entworfen, aber die ist noch nicht 
aufgebaut, da mein Drucker noch nicht vollständig ist. Bis ich da dazu 
komme wird es sicher Winter!

Grüße, Jens

[Harry68 (Gast)]

Hallo,

ich lese diesen Thread relativ lose seit einiger Zeit passiv mit, da ich 
irgendwann auch mal wieder (nach Jahre langer Abstinenz) mit der 
Elektronikbastelei anfangen wollte.
Die Idee einen Laserbelichter mit Galvos aufzubauen finde ich höchst 
interessant. Eines meiner Ziele wäre, ob es nicht möglich ist, die 
Galvos aus Festplatten-Kopf-Antrieben zu bauen. Damit erschlägt man 
schon mal die relativ hohen mechanischen Präzisionsanforderungen. Das 
Trägheitsmoment dürfte relativ groß sein, ich schätze aber, das damit 
der Laserprojektionsweg immer noch wesentlich schneller abgefahren 
werden kann, als bei den X-Y Plotter-, Scannerlösugen.
Würde mich hier über weitern Info-, Gedankenaustausch freuen.

Gr Harry68

[123 (Gast)]

Moin das Problem mit den HD Köpfen ist, das vermutlich die Spuren auf 
den Scheiben als Positionen Input für die Regelung genommen wirt. Die 
fällt ja jetzt weg. Ohne wird das vermutlich nicht genau genug.

[Harry68 (Gast)]

Hallo,


@123
ja, du hast natürlich recht, im normalen Festplattenbetrieb sind die 
Tracking Spuren auf der Disk für eine genaue Winkelposition 
ausschlaggebend. Da die Drehachsen für einen X-Y Scannerbetrieb im 
rechten Winkel so dicht wie möglich bei einander liegen sollten fallen 
schon aus diesem Grund Positionierungsverfahren irgendwie mit der Disk 
weg (unabhängig davon, das der Aufwand des „Diskbetriebes“ nicht 
unerheblich ist bzw. eine geöffnete Festplatte wohl auch nicht 
zuverlässig lange funktionieren würde :-)  ). Wie so was mechanisch 
aussehen könnte (allerdings mit wesentlich geringerer Auflösung als 
notwendig) zeigt der Link 
http://scanlime.org/2008/07/hard-disk-laser-scanner-at-ilda-4k/
Ich denke, damit haben wir das eigentliche Hauptproblem für uns 
Hobbyisten erkannt – wie realisiere ich eine hinreichend genaue, 
reproduzierbare Winkelpositionierung und dass auch noch relativ 
kostengünstig. Um hier einen Eindruck zu bekommen, von welchen 
Winkeldimensionen die Rede ist folgende Überlegung: Ein Ablenkspiegel 
soll in 500mm Abstand zu einer Projektionsfläche (Leiterplatte) einen 
Weg von 100mm mit einer minimalen Auflösung von 0,1mm abfahren können 
--> der gesamte Drehwinkel des Spiegels wären ca. 5,7°. Die Auflösung 
von 0,1mm am Rand bedeuten 0.0113° oder ca. 40’’. Bezogen auf 360° wäre 
das bei einem klassischen Encoder eine Auflösung von ca. 15 bis 16 Bit.

[Conny G. (conny_g)]

Hallo Leute,

ich habe bei meiner letzten Platine wieder einmal festgestellt, dass der 
Laserfokus eine starke Limitation für die Qualität ist.

Eine Optik für den Laser zu bekommen oder zu bauen scheint eher 
aufwändig/teuer zu sein. Dann fiel mir die Tage mal ein, dass doch die 
Stereolithographie-3D-Drucker, die mit UV-Laser das Harz aushärten einen 
guten Fokus haben müssten.
Kann man evtl. diese Lasereinheiten als Ersatzteil bestellen?

Lg,
Conny

[Richard (Gast)]

Das ist einer der Gründe, warum ich nicht weiter bin.

Das wichtigste, nämlich Fokus und Randschärfe gibt keiner an.

Ein Blu Ray Player kann mindestens fokusieren.

[Guido B. (guido-b)]

Hallo,

die ersten Laserversuche auf Thermopapier habe ich jetzt auch 
erfolgreich
abgeschlossen. Es geht noch langsam, da sonst das Thermopapier nicht
reagiert und nur einseitige Belichterfahrt, aber der Rest kommt schon
noch.

Mir gefällt das Ergebnis, Maßhaltigkeit ist gegeben, Auflösung
ausreichend. Im Detail sieht man, dass die Fokussierung besser ist als
die gewünschten 50,8 µm/Pixel (500 DPI), völlig ausreichend.

Natürlich gibt es noch viel zu tun, bis die erste Platine belichtet 
wird,
ich habe es ja nicht eilig.

Grüße, Guido

[Dieter F. (Gast)]

Hallo Guido,

das sieht "echt scharf" aus. Gratuliere.

Wie / mit welcher Technik machst Du das jetzt? CNC-Plotter? Sei mir 
bitte nicht böse, aber Alzheimer & Co. haben das schon wieder verdrängt.

Einen kleinen Mecker habe ich noch: Bei der großen Auflösung (19,69 mil) 
fällt extrem auf, dass Du die "Kurven" rein Digital mit der aktuellen 
Auflösung "fährst" - da solltest Du noch nachsteuern, das wirkt 
"pixelig".

Gruß
Dieter

[Conny G. (conny_g)]

Guido B. schrieb:
> Im Detail sieht man, dass die Fokussierung besser ist als
> die gewünschten 50,8 µm/Pixel (500 DPI), völlig ausreichend.

Hi Guido,

das sieht auf dem Thermopapier nur so aus. Das wird auch nach der 
Belichtung und vor dem Entwickeln auf dem Lack erstmal so aussehen.
Durch's Entwickeln werden die Striche aber dann sehr viel dicker, 2-3x 
so dick.

Der Knackpunkt ist, dass die Energieverteilung des Laserpunktes eine 
gauss'sche Verteilung hat, also nimmt vom Zentrum nach außen ab.
Nun ist die Frage ab welcher Schwelle das Thermopapier oder der 
Schutzlack reagieren.
Je nachdem fällt der resultierende Punkt kleiner oder größer aus.
Thermopapier reagiert träge auf die Laserenergie also bleibt der 
(sichtbare) Punkt sehr klein.
Der Lack reagiert sehr viel schneller, da wird der Punkt eher die Größe 
für 200-300 dpi haben.
Man kann in Grenzen noch mit der Laserleistung zurück oder der 
Fahrgeschwindigkeit hoch, aber meiner Erfahrung nach ist es schwierig 
echte 500 dpi Auflösung zu erreichen.

Bei mir ist es so, dass ich zwar mit einer Belichtungsserie (Striche mit 
verschiedenen Laserleistungen) ermittelt habe, wo der Punkt maximal 
klein ist.
Aber an dem Punkt ist das Entwickeln etwas tricky, weil sich der Lack 
dann schlecht löst und man schnell am Überätzen ist, wenn man das dort 
ausgleichen zu versucht.

Lg,
Conny

[Dieter F. (Gast)]

Conny G. schrieb:
> Bei mir ist es so, dass ich zwar mit einer Belichtungsserie (Striche mit
> verschiedenen Laserleistungen) ermittelt habe, wo der Punkt maximal
> klein ist.
> Aber an dem Punkt ist das Entwickeln etwas tricky, weil sich der Lack
> dann schlecht löst und man schnell am Überätzen ist, wenn man das dort
> ausgleichen zu versucht.

ja, das ist das alte Thema.

Thermopapier braucht relativ viel Energie (nur annähernd gleich der 
Belichtung mit UV-Licht) um sich "farblich" zu verändern.

Der Fotolack ist viel empfindlicher - ein wenig zu viel (aus Sicht der 
Laser-Belichter) und er verändert teilweise seine Struktur so weit, dass 
er nicht entwickelbar wird. Bei einer "normalen" Belichtung mit 
UV-Röhren spielt das keine entscheidende Rolle, da hier die Belichtung 
auf die komplette Fläche eingetragen wird und die relative / auch 
thermische Energie gering ist - bei der Laser-Belichtung aber sehr wohl, 
da hier ein einzelner Punkt mit einer relativ hohen Energie-Dichte 
"bestrahlt" wird. Da sind die Toleranzen sehr viel geringer, wie bei 
einer (relativen) Langzeit-Belichtung" mit einem Röhren-Belichter.

Man muss da sehr vorsichtig sein, um z.B. keine thermische Veränderung 
(Lack verbrannt) hervorzurufen, welche eine Entwicklung erschwert oder 
sogar unmöglich macht. Dieses Problem tritt z.B. bei den 
Polygonspiegel-Belichtern nicht auf, da es dort zu keiner nennenswerten 
thermischen Veränderung kommt.

Irgendwie ist das jetzt "geschwurbelt" - aber CNC-mässig kommt halt 
deutlich mehr Wärme-Energie auf einen Laser-Punkt (in sehr kurzer Zeit) 
wie mit der Polygonspiegel-Methode. Diese ist dadurch nicht besser aber 
anders - und man muss daher auch anders Belichten.

Beides ist aus meiner Sicht (heute) nicht optimal - daher suche ich nach 
Alternativen (für mich, zum Spaß).

Gruß
Dieter

[Guido B. (guido-b)]

Hallo,

das Maschinchen ist eine kleine CNC-Maschine mit riemenbetriebener
Laserachse. Die Vorlage ist pixelig, ich habe sie weiter oben
geklaut, damit man den Vergleich hat. So würde ich natürlich nie
Layouten. ;-)

Mit der Belichtung mache ich mir keine Gedanken, das wird schon
klappen. Gaußverteilung ist doch prima, fast exakt rechteckig.
Zur Erinnerung: Ich werde auf Tentingresist belichten, da drehen
sich einige Verhältnisse (wegen Negativverfahren) um und es ist
deutlich empfindlicher als der Lack (ca. 1/6-tel Belichtungszeit).

Mit der Laserleistung können wir ja beliebig runter gehen, ein
nicht retriggerbares Monoflop in der Ansteuerung und jedes Pixel
bekommt nur einen kleinen Blitz ab.

Ich habe jetzt mal die Geschwindigkeit hochgesetzt (knapp die
Hälfte des Maximalwertes den ich erreiche), dadurch wird das
Thermoergebnis blass aber auswertbar. Auch plotte ich jetzt in
beide Laufrichtungen, da ist aber noch ein kleiner Fehler drin.
Finde ich auch noch, sonst macht der Rücklauf aber wohl keine
großen Probleme.

Grüße, Guido

[Jens (Gast)]

Servus,

Den Unterschied hatte ich bei meinen Antrieben mit dem Riemen auch.
Man denkt immer der ist spielfrei. Ist er aber nicht.
Du musst beim Rücklauf einen Offset definieren, den du addierst oder 
subtrahierst (je nach Aufbau). Dann sind die Linien wieder übereinander.
Der Offset ist konstant und unabhängig von der Geschwindigkeit.
Zumindest bei mir.

Grüße, Jens

[Conny G. (conny_g)]

Jens schrieb:
> Servus,
>
> Den Unterschied hatte ich bei meinen Antrieben mit dem Riemen auch.
> Man denkt immer der ist spielfrei. Ist er aber nicht.
> Du musst beim Rücklauf einen Offset definieren, den du addierst oder
> subtrahierst (je nach Aufbau). Dann sind die Linien wieder übereinander.
> Der Offset ist konstant und unabhängig von der Geschwindigkeit.
> Zumindest bei mir.
>
> Grüße, Jens

Ich dachte zuerst auch Riemenantriebe seien ziemlich spielfrei.
Fand aber einen Artikel darüber (Diplomarbeit o.ä., habe den Link leider 
nicht mehr), dass das konstruktionsbedingt ein gewisser Prozentsatz des 
Zahnabstands ist, den man entsprechend einrechnen muss.

[Jens (Gast)]

Die Abhandlung kenne ich nicht.
Aber das Spiel bewegt sich bei mir bei etwa 0,5mm.
Also schon deutlich als dass man es vernachlässigen kann.
Ich bin auf deine Ergebnisse gespannt!

Grüße, Jens

[Guido B. (guido-b)]

Ja, Offset ist da, sieht mir praktischerweise ziemlich
genau nach 2 Pixeln aus, das wäre ein Vollschritt des
Steppers. Nächster Test!

[Guido B. (guido-b)]

Es war doch nur ein halber Vollschritt. Prinzipiell geht das
Korrigieren. Ab und zu gibt es aber Ausreißer, vermutlich meint
Conny dies als Randunschärfe? Das muß mechanische Ursache haben,
ich lasse gerade mal wieder die Achse in maximaler Geschwindigkeit
einlaufen.

Schneller wird das besser, vermutlich läuft der Schlitten mit mehr
Schwung besser über schwierige Stellen.

Ich werde mal mit einem echten Layout testen und ev. morgen kommt
mal Laminat zum Einsatz.

[Conny G. (conny_g)]

Guido B. schrieb:
> Es war doch nur ein halber Vollschritt. Prinzipiell geht das
> Korrigieren. Ab und zu gibt es aber Ausreißer, vermutlich meint
> Conny dies als Randunschärfe?

Nein, ich meinte wirklich den Laserpunkt / Laserfokus, dass der "brutto" 
(tatsächlicher Effekt nach der Belichtung) sehr viel dicker ist als man 
es auf dem Thermopapier sieht.

> Das muß mechanische Ursache haben,
> ich lasse gerade mal wieder die Achse in maximaler Geschwindigkeit
> einlaufen.

Ich habe auch solche Ausreisser. Das könnten Schwingungen sein oder 
"Rundungsfehler" in der Ansteuerung.
Bei der Belichtung macht das aber nicht so viel aus. Bei 500dpi 
überlagern sich die Belichtungen der Bahnen sowieso und man muss mit der 
Laserleistung soweit zurück, dass das ok ist. Dann "runden" sich diese 
Ausreisser raus und äussern sich nicht weiter.

> Schneller wird das besser, vermutlich läuft der Schlitten mit mehr
> Schwung besser über schwierige Stellen.

Ich habe bei einem Belichtungstest mit verschiedenen Geschwindigkeiten 
und Laserleistungen festgestellt, dass die Schwingungen aus 
verschiedenen Komponenten bestehen, die bei bestimmten Geschwindigkeiten 
verschieden rauskommen.
Es gab einen Bereich wo es "bestmöglich" war und es gab Bereich, wo es 
katastrophal war.
Im Prinzip gibt es Schwingungen quer zur Bewegungsrichtung und welche 
längs zur Bewegungsrichtung. Die "längs" wurden bei mir mit höherer 
Geschwindigkeit besser, dafür werden die quer schlechter.

[Guido B. (guido-b)]

Conny G. schrieb:
> Nein, ich meinte wirklich den Laserpunkt / Laserfokus, dass der "brutto"
> (tatsächlicher Effekt nach der Belichtung) sehr viel dicker ist als man
> es auf dem Thermopapier sieht.

Da hast du wohl Recht. Immerhin geht es prinzipiell, ich vermute, dass
ich mit der Laserleistung noch runter muss. Das wird wohl schon auf
Blitzen rauslaufen. Morgen mal weitertesten.

[Conny G. (conny_g)]

@Guido:
wie hast das gemacht? Ist das nochThermopapier?

[Guido B. (guido-b)]

Nein, ist eine geätzte Platine, durchleuchtet.

Eigentlich müsste ich noch fast einen Faktor 10 bei der
Reduzierung der Laserleistung hinbekommen. Werde ich später
mal probieren.

[Guido B. (guido-b)]

So, nächster Versuch, Laserleistung jetzt knapp über der
Laserschwelle. Damit ist die Belichtungsdauer schon zu knapp,
wie man an der 0,1-mm-Linie sieht. Die groben Fehler resultieren
aus Fehlern beim Laminieren, passiert mir sonst eigentlich nicht. :)

Als Nächstes probiere ich langsamere Fahrt, wenn ich mir das Ergebnis
beim PLC28 angucke, könnte das was bringen. Und natürlich auch noch
Belichten nur von einer Seite, dann halt mit längerer Belichtungsdauer.

Grüße, Guido

[Guido B. (guido-b)]

Hallo alle,

ich werde die Laserdiode per PWM ansteuern. Dann kann ich alle
wichtigen Parameter wie Laserintensität, Fahrgeschwindigkeit,
plotten in beide Richtungen oder nur in einer und mehr einstellbar
machen.

Dafür brauche ich natürlich eine schnellere Ansteuerung für die
Laserdiode und die habe ich schnell geplottet. Noch nicht optimal,
die Intensität war noch zu hoch, aber für so einfache Sachen geht
es, brauchbar ist die Platine schon. Und Spaß macht das auch, wenn
man fast aus dem Kicad raus die Sache plottet und nicht erst Folien
erstellen muss. Das kleine Stückchen (35 x 35 mm²) benötigt ca.
4,5 Minuten, ganz ok.

Für solche Kleinigkeiten werde ich ev. auch wieder vorbeschichtetes
Bungardmaterial anschaffen, also noch eine Invertierung im Menü
vorsehen.

Ich bin optimistisch!

Grüße, Guido

[Guido B. (guido-b)]

So, mehr als 20 Versuche später bin ich jetzt zufrieden.
Das funktioniert ausreichend gut.

Grüße, Guido

[Conny G. (conny_g)]

Guido B. schrieb:
> So, mehr als 20 Versuche später bin ich jetzt zufrieden.
> Das funktioniert ausreichend gut.
>
> Grüße, Guido

Sieht gut aus!

Ist bei Dir auch so, dass die 4mil meistens gehen, es aber nicht 
garantiert ist?
Bei mir immer so. Die 6mil gehen eigentlich immer gut.

Welche Geschwindigkeit / Laserleistung fährst Du?

[Jens (Gast)]

Mensch sehr gut!
Horizontal und Vertikal ist sehr gleichmäßig.
Sehr schön.

Grüße, Jens

[Guido B. (guido-b)]

Die oberste Linie bei den 0,1 mm ist sogar nur 2 mil stark und
trotzdem durchgehend, 4 mil sind unproblematisch.

Plotgeschwindigkeit liegt bei ca. 300 mm/s, die Laserleistung
kann ich nur schätzen, so etwas 40 mW. Nachdem ich auf PWM
umgebaut hatte, musste ich fast 5 mal mehr Leistung einstellen,
als ich vorher geplant hatte. Sie ist aber recht unproblematisch,
nach Belichtungsreihen hat man da locker einen Faktor 2,
innerhalb des brauchbaren Bereichs (meine PWM läuft mit 500
Takten und von 150 bis 350 Takten Einschaltdauer ist alles
brauchbar).

[Conny G. (conny_g)]

Guido B. schrieb:
> Die oberste Linie bei den 0,1 mm ist sogar nur 2 mil stark und
> trotzdem durchgehend, 4 mil sind unproblematisch.

Ja, das habe ich auch, dass der Laser generell 1-2mil zuviel frisst. 
Deshalb habe ich auch mit der Zugabe eines Pixels bei 500dpi und bei 
1.000dpi experimentiert, das hat stark geholfen die dünnen Strukturen zu 
stabiliseren.

Mit welcher Auflösung druckst Du?

Bzgl. Speed/Power: wenn ich so in meine Tabellen schaue liege ich bei 
den guten Ergebnissen so bei 5000-7500mm/min (80-125mm/min) und 50-70mA 
Laserstrom.

[Guido B. (guido-b)]

Hallo Conny,

meine Auflösung beträgt 500 DPI, die 2-mil-Linie besteht also
aus einem einzigen Laserdurchlauf. Die Stärken der Leiterbahnen
stimmen recht exakt mit der Vorlage überein, d.h. ich muss
die Layoutparameter nicht anpassen.

Vermutlich nimmst du Positivmaterial? Ich betreibe die Laserdiode
auch mit 70 mA bei einer Einschaltdauer von 50 %. Das von mir
verwendete Photolaminat (Tenting-Resist) ist gegenüber dem
Positivmaterial von Bungard nach meiner Erfahrung um einen Faktor
4 empfindlicher. Dann passen unsere Werte ja ganz gut zusammen.
Ich mache mal noch einen Test auf Bungardplatine.

[Conny G. (conny_g)]

Guido B. schrieb:
> meine Auflösung beträgt 500 DPI, die 2-mil-Linie besteht also
> aus einem einzigen Laserdurchlauf. Die Stärken der Leiterbahnen
> stimmen recht exakt mit der Vorlage überein, d.h. ich muss
> die Layoutparameter nicht anpassen.

Ah, wenn Du Tenting Resist verwendest, dann ist das bei Dir genau 
umgekehrt - wo der Laser hinkommt, da bleibt das Kupfer stehen. D.h. 
gerade dünne Strukturen sind da leichter zu bekommen. Ggf. sind eher 
kleine Abstände schwierig, wenn tendenziell "überbelichtet" wird.
Beim Positivmaterial ist das Problem, dass der Laser immer diese 1-2mil 
zuviel belichtet und schon ist die 4 mil Bahn angeknackst, weil von den 
4mil eh nur 2mil übrig bleiben und durch kleine Schwankungen (z.B. 
Geschwindigkeitsdifferenzen des Schlittens, Vibrationen) auch die 
schnell mal an der einen oder anderen Stelle weg sind.

Ich würde deshalb sagen für die Laserbelichtung wäre allgemein ein 
Negativmaterial einfacher, weil es ja mehr auf das ankommt was stehen 
bleibt :-)

[Guido B. (guido-b)]

Du hast vollkommen Recht Conny!

Ich habe gerade eine Belichtungsreihe auf Bungardmaterial
durchgeführt. Die Geschwindigkeit habe ich auf 200 mm/s
gedrosselt, ab 60 % Einschaltdauer ist eine leichte
Strukturierung zu erkennen. Bei den max. 80 % Einschaltdauer
ist das Material noch stark unterbelichtet, die einzelnen
Linien sind noch zu erkennen, und sieht so gruselig aus, dass
ich auf weitere Versuche verzichten werde.

Das geht mit Laminat wirklich viel einfacher

[Conny G. (conny_g)]

Gehe mit der Geschwindigkeit auf die Hälfte, dann passt das :-)

[Guido B. (guido-b)]

Conny G. schrieb:
> Gehe mit der Geschwindigkeit auf die Hälfte, dann passt das :-)

Also gut, reicht aber immer noch nicht. Waren 100 mm/s bei
ED=100 %. Jetzt müsste ich die Laserleistung erhöhen, subjektiv
kommt sie mir mit der PWM sowieso recht gering vor.

Ist aber Konjunktiv, ich hake das Thema ab und bleibe beim
Laminat.

[Conny G. (conny_g)]

Guido B. schrieb:
> Also gut, reicht aber immer noch nicht. Waren 100 mm/s bei
> ED=100 %. Jetzt müsste ich die Laserleistung erhöhen, subjektiv
> kommt sie mir mit der PWM sowieso recht gering vor.
>
> Ist aber Konjunktiv, ich hake das Thema ab und bleibe beim
> Laminat.

Von der Leistung her passt das jetzt ziemlich gut, eher ist sie sogar 
minimal zu hoch, weil die 4mil-Leiterbahn angeknabbert wird - das ist 
genau was bei mir immer geschieht, weil der Laser 1-2mil mehr nimmt als 
er soll.
Vergiss nicht, dass Du jetzt positiv belichtest, also wo Du belichtest 
geht das Kupfer weg.

Interessanterweise sind die Ränder so fransiger als andersrum.
Das liegt wahrscheinlich daran, dass die Laserleistung beim Belichten 
des Resist tendenziell eher (zu) hoch war und die "Unschärfe" des 
Laserpunkts (Leistung stärker > effektiver Punkt wird größer) die Ränder 
etwas geglättet hat.
Jetzt mit weniger Leistung wird der Punkt kleiner, sieht man die Fransen 
besser.
Du kannst wahrscheinlich beim negativ belichten nochmal um 20% runter 
mit der Laserleistung.

Ich lerne dabei: beim negativ belichten hat man viel weniger Problem 
beim Überbelichten, weil auf jeden Fall stehen bleibt, was stehen 
bleiben soll und etwas zuviel ist kein Problem, wenn die Abstände nicht 
zu gering sind.
Macht man dasselbe bei positiv geht einfach zuviel weg und die Bahnen 
sind kaputt.

Ich hab mich von Deinem Ansatz inspiriert in den letzten Tagen mal nach 
negativ beschichteten Photoplatinen umgesehen, gibt's leider nicht.
Es gibt nur ein negatives Laminat zur PCB-Fertigung in den USA oder so, 
das ist quasi dasselbe wie das Tenting Resist.
Schade, ich glaube ich wäre sonst Fan von negativ belichten geworden, 
aber auf Laminieren vor dem Belichten hab ich jetzt nicht soviel Lust.

[Conny G. (conny_g)]

Belichtest Du auf Hin- und Rückweg? Daher könnten die Fransen an den 
Rändern kommen. Wenn ja, dann versuche mal nur von einer Seite, dann 
sollte das wesentlich ruhiger werden.

Und wenn ich mir gerade nochmal negativ vs. positiv ansehe: ja, der 
letzte gepostete Negativ-Versuch ist deutlich überbelichtet, sieht im 
Vgl. zu positiv ein bisschen "aufgequollen" auf. Das ist genau was 
passiert wenn der effektive Laserpunkt groß wird bei höherer Leistung.

Nicht falsch verstehen, die Platine ist prima & voll benutzbar, aber da 
geht noch was :-)

[Conny G. (conny_g)]

Hier sieht man was ich meine:
die Ecke der 0,5mm-Bahn hat eine Pixel-Stufe, beim positiv belichten 
kommt die ganz deutlich raus, beim negativ ist sie verwaschen / 
"aufgequollen".
Der effektive Laserpunkt ist bei der Negativ-Variante deshalb mind. 2-3x 
so gross gewesen als bei der anderen. Wie malen mit einem dicken 
Filzstift statt mit Bleistift :-)
So einen Laserpunkt muss man sich auch wie eine Bleistiftspitze 
vorstellen (genau gesagt: Gauß'sche Glockenkurve), je mehr Leistung, 
desto mehr "sticht" man in die Unterlage, der Bereich wird größer der 
für den Photolack ausreichende Leistung hat.

Anbei ein Diagramm aus dem nächstbesten Datenblatt, da siehst Du die 
Kurve. Da könntest jetzt in Y-Richtung einen Strich einzeichnen, das 
wäre dann die Schwelle, wo der Fotolack / das Laminat anspricht. Je mehr 
Laserleistung oder Belichtungszeit, desto weiter nach unten wandert dann 
die Linie.
Ideal, wenn man ganz oben die Spitze erwischt, dann hat man den 
kleinsten effektiven Punkt in der Belichtung des Lacks/Laminats.

Ach ja und in dem Diagramm sieht man auch, dass der Laserpunkt eher ein 
Balken ist (in einer Richtung ist der Laser in dem Diagramm 7 Grad 
geöffnet, in der anderen 35%).
Das äußert sich bei mir ganz deutlich, weil ich den Balken quer zur 
Belichtungsrichtung gestellt habe. Da schmiert es ganz deutlich in der 
Y-Richtung, während die Auflösung in X super ist.
Da hab ich noch vor mit eine Blende zu basteln, die einfach den Balken 
teilweise abdeckt und damit nochmal zu versuchen.

[Guido B. (guido-b)]

Hi Conny,

negatives Laminat bekommt man z.B. bei Octamex. Wenn du nur
probieren möchtest, kann ich dir aber auch Laminat schicken.
Meins ist zwar gut abgelagert, funktioniert aber noch ganz gut.
Hast du einen geeigneten Laminator? Mir war von Anfang an klar,
dass ich nur Negativmaterial verwenden möchte. Ursprünglich war
meinerseits ja ein X-Y-Plotter geplant und der sollte natürlich
mit HPGL laufen und nicht irgendwelche lustigen Outlines malen. :-))

Die letzten Beispiele sind alle mit einseitiger Belichtung, habe
gerade noch beidseitig probiert. Es ist wirklich etwas überbelichtet,
aber momentan gleicht diese Überbelichtung ziemlich exakt die
Unterätzung aus. Deswegen ist es nicht so daneben. Beidseitig sieht
nicht so gut aus. Ich habe den Eindruck, dass der Laser mit der PWM
nicht gut klarkommt. Ich hatte eine ED von 10 % geschätzt, brauche auf
dem Laminat aber 50 %. Mit der Schutzbrille ist es schwer zu
unterscheiden, aber mir kommt die Leistung arg gering vor.

Vielleicht probiere ich mal wie es aussieht, wenn die Diode immer
mit z.B. 15 mA läuft und die PWM erhöht dann den Strom. Dazu reicht
ja ein Widerstand von der Kathoden der Diode zu GND.

Achso: Malen mit dickem Filzstift, aber die 50-µ-Linie hat wirklich
keine 100 µ. ;-)

[Conny G. (conny_g)]

Ja, negatives Laminat ist zu finden, ich suchte nach negativ 
Photobeschichteten Platinen, wie die Bungard.

Ja, die Laserdioden brauchen anscheinend ein bisschen, bis sie ihre 
Leistung entfalten. Das steckt wohl hinter dem Stand-By-Strom, der ihnen 
meistens gegeben wird. Ich habe bei mir auch beobachtet, dass die 
Leistung, die sich auf der Fotoschicht entfaltet teilweise nach ein paar 
cm deutlich größer wird. Das äussert sich so: die ersten 2-3cm sehe ich 
die Belichtung nicht, dann plötzlich zeigen sich weiße Linien, die man 
dann bekommt, wenn der Photolack zu verbrennen beginnt (funktioniert 
meistens aber noch ok, wenn es nicht viel zu viel ist).
Das kann ich mir nur so erklären, dass mit einer gewissen Erwärmung die 
Leistung höher wird. Man sollte sie also am besten auch ein bisschen 
vorwärmen...?

Das mit der 50u-Linie kann ich mir so erklären:
Die Überlappung der "Halos" der Bahnen hat auch eine Auswirkung. Wenn 
die 50u-Bahn wirklich nur einmal drübergefahren ist, dann ist die im 
Vgl. dünner als eine doppelt so breite, wo man 2x nebeneinander fährt 
und bei der Überlappung dann doch noch was passiert, wo die einfache 
Fahrt noch nicht entwickelt hätte.

[Guido B. (guido-b)]

So, hoffentlich das letzte Testbild meinerseits.

Zweiseitig belichtet (also auf Hin- und Rückweg) mit voller
Geschwindigkeit und reduzierter Leistung. Die 0,1-mm-Linie ist
komplett weg, oberhalb war das Laminat zu Ende, die 0,15er auch
angeknabbert. Ab 0,2 mm sieht es gut aus. Die Randschärfe ist viel
besser als auf dem belichteten Laminat, offensichtlich bügelt das
Ätzen die Zacken weg.

Die Fehler, vor allem an den Rändern, resultieren nur von unzureichendem
Ätzen, eine halbe Minute mehr hätte wohl gereicht.

Mir gefällt das, ich habe zwei Optionen: Für "normale" Leiterplatten
schnell zweiseitig fahren, wenn es kritisch wird halt einseitig und
dafür Verlängerung in Kauf nehmen.

Grüße, Guido

Edit: Ich hatte einen Widerstand eingelötet, so dass die Laserdiode
immer mit 10 mA betrieben wird und durch die PWM nur noch der Strom
erhöht wird. Ich habe den Eindruck, dass dadurch die Intensität etwas
steigt, aber höchstens um 20 %. Der Widerstand fliegt wieder raus.

[Conny G. (conny_g)]

Man hört gar nichts mehr.
Wie geht's Euch denn so mit der Laserbelichterei? Neue Lösungen, neue 
Erkenntnisse, neue Versionen?

[maetressenhuhnesserteam (Gast)]

Conny G. schrieb:
> Man hört gar nichts mehr.

...insbesondere zu:

http://www.delorie.com/pcb/spirals/

Hiervon wurde seitens der Belichter noch nicht ein einziges 
funktionstüchtiges Exemplar geliefert. Dabei ist das der einzige 
aussagekräftige Test! Ich denke, die Gründe dafür zu kennen, aber mit 
der Wahrheit macht man sich immer unbeliebt...
Also bleibt eigentlich nur weiter das pietätvolle Bejahen der stark 
rückläufigen Qualität.

[Jens K. (jens_k514)]

Naja unser Belichter, also der Ur-Belichter womit das ganze angefangen 
hat ist bei uns im Hackerspace regelmäßig in Betrieb und macht was er 
soll.

[Jens W. (jensw)]

Mein Belichter Version 2 ist noch nicht fertig. Da sind jetzt einige 
Teile in Mechanik zu machen und das mache ich erst im Winter.
Im Sommer ist das Wetter zu gut, als dass man sich im Keller vergräbt.
Version 1 funktioniert tadellos.
Ich bin aber zuversichtlich, dass das funktioniert. Mein Problem wird 
dann eher sein, dass ich das auch ätzen kann. Und wo ich das Teil 
aufstelle.

Mal sehen. Ich werde berichten.

Grüße, Jens

[Conny G. (conny_g)]

Alternativer Druckkopf für meinen Ultimaker der sich schnell wechseln 
lässt zwischen 3D Druck und Laser-Halterung.
Sollte auch die Schwingungen reduzieren, weil der Abstand von den Achsen 
zum Laser nur noch die Hälfte ist und jetzt Platz für eine stabilere 
Halterung ist.

http://www.thingiverse.com/thing:945899

[Conny G. (conny_g)]

Conny G. schrieb:
> Guido B. schrieb:
>> Bilde ich mir das nur ein, oder fehlt beim Belichten jede
>> 8. Zeile? Das wäre ein Bit pro Byte.
>
> Ja, da rätsle ich auch woher das kommt.
> Es scheint so zu sein, dass jede 8. Zeile weiterrutscht und mit der 9.
> Zeile fast zusammenfällt, man kann nach der Lücke immer ganz leicht
> sehen, dass das nächste 2 Zeilen sind.
> Entweder ich habe Rundungsfehler in meiner Koordinatenberechnung (das
> glaube ich aber nicht, es wird mit float gerechnet). Oder es ist ein
> Stepper-Motor-Effekt.

Ich weiß jetzt was das ist:

der Ultimaker verwendet den A4988 Stepper Driver. Der hat zwei Modi, 
"mixed decay" und "mixed decay/slow current automatic".
(https://www.pololu.com/file/download/a4988_DMOS_microstepping_driver_with_translator.pdf?file_id=0J450, 
Seite 7 und 8).
Im zweiten Modus kann es zu Schrittverlusten kommen und genau so ist der 
Stepper Driver des UM eingestellt.

Man sieht im Bild den Schrittverlust jeden 8. Schritt. Es wurde mit 
1016dpi belichtet, der UM ist auf 80 Schritte/mm = 2032 dpi eingestellt.
Also: jeder 16. Schritt, das ist genau das Problem.

Es gibt wohl auch einen Fix, der in der UM Community bekannt ist: statt 
dem Pulldown-Widerstand (der eigentlich sogar den "nur mixed 
decay"-Modus einstellen soll) den ROSC Pin direkt auf GND connecten.

[Hp M. (nachtmix)]

Conny G. schrieb:
> Das kann ich mir nur so erklären, dass mit einer gewissen Erwärmung die
> Leistung höher wird.

Umgekehrt wird es sein:
Wenn die LD über die Schwelle kommt, steigt gegenüber dem 
"Stand-By-Strom" der Wirkungsgrad jäh an, und weil die Diode nun viel 
optische Leistung abgibt, kühlt sich die Diode ab.
Dadurch steigt bei gleichem Strom der Wirkungsgrad und somit die 
Asgangsleistung noch weiter.

[Conny G. (conny_g)]

Hallo Freunde der Laserbelichtung,

gibt es bei Euch neues zu berichten? Wie geht es Euren Laserlösungen?

Ich habe jetzt meinen Laser ein paar Monate nicht benutzt, denn ich habe 
eine Änderung angefangen, die ich beim Lasercontroller und in der 
Firmware des Druckers erstmal umsetzen muss. Vermeidet dann das 
Umstecken zwischen Lüftern und Laser, weil ich ein anderes Pin des 
Ultimaker Board verwende.
Und seit Monaten zuviel Arbeit, zuwenig Zeit zum Basteln.

Liebe Grüße,
Conny

[Guido B. (guido-b)]

Hi Conny,

mir ist leider ein 3D-Drucker dazwischengekommen, mit dem ich mich
in der letzten Zeit verstärkt beschäftigt habe.

Im Prinzip funktioniert bei mir die Belichtung in der gewünschten
Auflösung. Allerdings sind die Bohrungen gegenüber dem Plot etwas
verdreht. Das sind sicher mechanische Fehler und diese sollten
entsprechend gelöst werden. Seit 2 Wochen steht die Messuhr auf
der Maschine, muss aber noch befestigt werden und die Messung und
natürlich Korrektur müssen noch erfolgen. Im Moment habe ich auch
viel zu wenig Zeit, das wird aber demnächst wieder besser.

Grüße, Guido

[Conny G. (conny_g)]

Ich glaube ich habe den Prozess jetzt eins weitergebracht und kann 
möglicherweise auch 4mil erreichen. Ich glaube, weil es noch nicht öfter 
getestet ist - dazu müsste ich jetzt mal die Spirale probieren :-)

Ich habe eine Blende vor die Linse gesetzt (bei Conrad gefunden), die 
den Laser vom Balken zu einem runden Punkt macht.
Dafür fahre ich jetzt mit 100mW (statt ca. 25mW) und etwas langsamer in 
der Geschwindigkeit (ca. Hälfte, 2500mm/min) - die Blende scheint mehr 
als 75% der Laserenergie zu fressen, das ist noch optimierungsfähig.
Aber ich kanns mir jetzt aussuchen: schnell und "effizient" oder 
langsamer und genau.

Belichte mit 1016dpi und gebe bei den Kontouren 1 Pixel (0,025mm) zu für 
die Randunschärfe des Lasers.
Das scheint mir genau die Maße (Breite Leiterbahn) zu geben, die ich 
nach Randunschärfe und Überätzung haben will, auf weniger als 1 solchen 
Pixel genau, also <0,025mm.
Ein Versuche mit 508dpi Belichtung war nicht so überzeugend, das liess 
ein Raster von Kupfer beim Entwickeln zurück, also ist der Laserpunkt 
dafür nicht gross genug.

Siehe Bilder der Platine von heute und einblendete Kontouren. Das sind 
Bruchteile von 0,1mm, die es abweicht.
In der Breite einer Leiterbahn wohlgemerkt. Bei den 1016 dpi Pixeln 
sieht man zwar noch die Pixel-Treppchen (sh. Zoom 3), aber nicht die 
einzelnen Pixel.
Also kann man nicht davon sprechen, dass die Auflösung 1000dpi wäre.
Aber mit dieser Methode kann man evtl. eine Auflösung von 250dpi = 0,1mm 
sicher erreichen, ohne, dass einem eine 0,1mm Struktur hops geht.

[Richard B. (r71)]

Hallo Conny,

Super Arbeit. Ist das mitn Ultimaker belichtet worden?
Könntest du mir bitte eine 4/4 mil ätzen?

Richard

[Conny G. (conny_g)]

Richard B. schrieb:
> Hallo Conny,
>
> Super Arbeit. Ist das mitn Ultimaker belichtet worden?
> Könntest du mir bitte eine 4/4 mil ätzen?
>
> Richard

Ja, mit dem UM2+ Mod.
Ich mache gerade einen Testdruck einer 5mil Spirale auf einem 
Platinenrest.
Ich befürchte, dass es um 2mm nicht draufpasst, aber ob es generell 
funktioniert wird man sehen können.
Druck-/Belichtungszeit 4,5h. Das ist allerdings schon ein bisschen 
lang...

[Richard B. (r71)]

Ich wollte jetzt keine komplette Spirale haben.
Ich meinte nur ein paar 4/4 linien.

Ich muss mit dem Drucker 6/6 mil DS nachbilden.
Das ist schon sehr aufwendig und alles andere als schön.

[Conny G. (conny_g)]

Uiuiui, die Platine war doch schon ziemlich fertig. Die diente schon für 
2 Versuche auf der Rückseite, deshalb sind die Ränder kaputt (Entwickler 
und Ätzbad krochen da wohl unter die Folie) und in der Mitte hat wohl 
von der anderen Seite Licht durchgescheint, da ist der Fotolack auch 
durch.

Wo es aber einigermassen normal ging, da sieht es ganz brauchbar aus, es 
ist einen zweiten Versuch mit frischer Platine wert.
Überbelichtung findet aber statt, sieht nicht so aus als hätten die 
verbleibenden Leiterbahnen noch 5mil. M.E. fehlen da mind. 25%.

Nächster Versuch mit frischer Platine läuft.

https://youtu.be/xsvcVf0g9a4

[Michael (Gast)]

Habe nicht den Gesamtthread gelesen, seid Ihr jetzt ganz von der 
rotierenden Segmentspiegel Sache oder Spiegelablenkung generell wieder 
weg?

[Conny G. (conny_g)]

Nein, es gibt verschiedene Ansätze. Ich hatte halt einen 3D Drucker da 
und hab ihm einen Laser verpasst.
Vorteil: keine Arbeit mit der Mechanik. Nachteil: die Belichtung ist 
langsamer. Experimentiere gerade mit einer Blende = kleinerer Laserpunkt 
= höhere Auflösung, da dauern 10x10cm gleich mal 4h. Ohne die Blende 
sind es aber auch noch 1,5h.
Ich glaube die Segmentspiegler liegen eher bei 10-20min.
Andere nehmen eine CNC Fräse und fahren die Contouren ab statt Pixel, 
Methode Isolationsfräsen. Wieder andere erweitern das und schraffieren 
den Rest nach den Contouren.

[Der Dreckige Dan (Gast)]

Wie ist denn jetzt der zweite Versuch ausgegangen?

[Dieter F. (Gast)]

Conny G. schrieb:
> Nein, es gibt verschiedene Ansätze.

Ja - und jeder hat Vor- und Nachteile. Aktuell hänge ich persönlich noch 
der Polygonspiegel-Motor-Methode nach (schneller) aber das kann sich ja 
noch ändern :-)

[Conny G. (conny_g)]

Der Dreckige Dan schrieb:
> Wie ist denn jetzt der zweite Versuch ausgegangen?

Nicht so schlecht (im vgl. zu der kaputten Platine eine andere Welt 
...), leider aber in Bezug auf die Funktionsfähigkeit der Spirale nicht 
erfolgreich.
Ich hatte einen Streifen, der lange zum ätzen brauchte, das führte zur 
Überätzung und killte in derselben Ecke ein paar Leiterbahnen. Sonst 
sahen 99% der Fläche recht gut aus, da hätte es funktionieren müssen.

Ich die Ursache war von den Symptomen her Unterbelichtung. Denn auch das 
Entwickeln des Fotolacks dauerte schon recht lange - das ist immer ein 
Zeichen, dass er nicht gut genug belichtet ist. Und das führt dann meist 
zu Problemen beim Ätzen, das dauert dann besonders lange, bis alles 
sauber weg ist. Und bei feinen Strukturen ist das ihr Tod.

Muss ich gleich mit 10-20% weniger Geschwindigkeit nochmal versuchen.
Vielleicht liefere ich nachher noch ein Foto nach, bevor ich den neuen 
Versuch entwickle.

[Conny G. (conny_g)]

Dieter F. schrieb:
> Conny G. schrieb:
>> Nein, es gibt verschiedene Ansätze.
>
> Ja - und jeder hat Vor- und Nachteile. Aktuell hänge ich persönlich noch
> der Polygonspiegel-Motor-Methode nach (schneller) aber das kann sich ja
> noch ändern :-)

Ich finde diese Methode bzgl. Geschwindkeit auch besser. Für mich war 
einfach der Vorteil, dass der 3D Drucker schon dar war und ich mich 
nicht mit Mechanik und Motorsteuerung beschäftigen musste, so kam ich 
recht bald zum Ziel. Ich hätte nicht die Zeit mir ein Gerät mit 
Polygonspiegel zu entwickeln.

[Gerd E. (robberknight)]

Conny G. schrieb:
> Experimentiere gerade mit einer Blende = kleinerer Laserpunkt
> = höhere Auflösung

was für eine Blende genau hast Du verwendet?

[Conny G. (conny_g)]

Gerd E. schrieb:
> Conny G. schrieb:
>> Experimentiere gerade mit einer Blende = kleinerer Laserpunkt
>> = höhere Auflösung
>
> was für eine Blende genau hast Du verwendet?

Die hier:
https://www.conrad.de/de/abdecklinse-imm-photonics-506476.html

[Conny G. (conny_g)]

Conny G. schrieb:
> Muss ich gleich mit 10-20% weniger Geschwindigkeit nochmal versuchen.
> Vielleicht liefere ich nachher noch ein Foto nach, bevor ich den neuen
> Versuch entwickle.

Durch Schusseligkeit habe ich den neuen Versuch mit höherer 
Geschwindigkeit gemacht (um 10%), also niedrigerer Belichtungsenergie. 
Das Problem, dass das ätzen lange dauert und Rückstände hinterlässt, 
verstärkte sich etwas. Also nicht gelöst, aber bestätigt, immerhin.
Aktuell läuft ein Versuch mit 20% geringerer Geschwindigkeit als der 
vorletzte Versuch.

[Conny G. (conny_g)]

Neuer Versuch mit den -20% Speed.
Ich würde sagen, das ist die beste Platine, die ich je geschafft habe. 
Doch reicht es noch nicht ganz für die 5mil-Spirale. Aber viel fehlt 
nicht mehr!!

Große Teile der Fläche sehen schon echt gut aus.
Es gab noch ein paar Widerstandsnester, die deutlich länger zu ätzen 
dauerten und das führte wieder zur Überätzung und killte wieder 
Leiterbahnen am Rand. Auch habe ich mit der Lupe wenigstens eine Stelle 
gefunden, wo sich 2 Leiterbahnen berührten / eine Brücke hatten.
Für mich sieht das immer noch nach leichter Unterbelichtung des 
Fotolacks aus. Ich gebe dem Ganzen noch einen Versuch mit nochmal 10-15% 
weniger Geschwindigkeit.

Anbei ein paar Makroaufnahmen, das war es jetzt auch mal Wert Fotos zu 
machen :-)

[Conny G. (conny_g)]

Hier mal ein Overlay zwischen Vorlage und Ergebnis, wieviel tatsächlich 
weggeätzt wird. 25-50% der 5mil Tracks gehen schon weg dabei.

[Der Dreckige Dan (Gast)]

Conny G. schrieb:
> Ich gebe dem Ganzen noch einen Versuch mit nochmal 10-15%
> weniger Geschwindigkeit.

Finde es klasse, daß endlich ein Belichter die Spiralen ernsthaft 
angeht. Namentlich vollständige Spiralen, keine winzigen Ausschnitte 
davon. Denn nur so macht dieser Test Sinn, er zeigt, welche Auflösung 
man ZUVERLÄSSIG hinbekommt. Denn diese liegt teils erheblich unter der 
Auflösung, die man gerne hätte, oder zu können glaubt.
All diese winzigen Testlayouts sind ein Witz, weil die nächste echte 
Platine nämlich doppel-Euroformat hat oder so. Schon klappt im 
entscheidenden Moment gar nichts mehr, bzw. man fängt an, hier und da zu 
retuschieren, obwohl man das beste 2x3cm-Testplatinchen der Welt 
zustande gebracht hat.



Einen Tip hätte ich, da du ganz offensichtlich ohne Sprühätze auskommen 
musst: Direkt neben großen, nicht zu ätzenden Kupferflächen werden feine 
Strukturen von der Ätze extrem angegriffen. Bei dir bedeutet es genau 
daher den Verlust der äußeren Spiralwindungen. Viel besser wären etliche 
zusätzliche Windungen um die eigentliche Spirale herum, die später 
weggeschnitten werden. Die müssen ggf, auch nicht auf 5mil an die 
eigentlichen Spiralen herangelegt werden, 2mm Abstand oder so wären auch 
noch ok. Hauptsache ist, daß weiter außen auch gleicher Materialabtrag 
vonnöten ist.

[Conny G. (conny_g)]

Der Dreckige Dan schrieb:
> Conny G. schrieb:
> Einen Tip hätte ich, da du ganz offensichtlich ohne Sprühätze auskommen
> musst: Direkt neben großen, nicht zu ätzenden Kupferflächen werden feine
> Strukturen von der Ätze extrem angegriffen. Bei dir bedeutet es genau

Warum ist das so?
Weil von den Flächen ohne Abtrag "frische" Lösung abläuft und die 
nächsten Objekte dafür noch unverbraucht packen kann, während weiter 
innen die Lösung bereits Abtrag transportiert und schon mehr 
"neutralisiert" ist?

[Der Dreckige Dan (Gast)]

Conny G. schrieb:
> Weil von den Flächen ohne Abtrag "frische" Lösung abläuft und die
> nächsten Objekte dafür noch unverbraucht packen kann, während weiter
> innen die Lösung bereits Abtrag transportiert und schon mehr
> "neutralisiert" ist?

Ja. Ähnlich ist es ja auch an den Rändern einer Platine. Dort setzt 
frische Ätzlösung an, aber weiter innen liegende Strukturen haben es 
schon mit teilverbrauchter Lösung zu tun.
Dazu kommt natürlich, daß die Suppe über der glatten Lackfläche fast 
frei fließen kann, auf die ersten Leiterbahnen knallt, aber sich in 
nachfolgenden Strukturen verfängt/beruhigt. Also als mechanisches 
Phänomen. Die Rede ist dabei nur von den tatsächlich mit der Oberfläche 
in Kontakt stehenden, wenigen um Stärke der Ätzlösung. Wenn man nur die 
groben Luftblasen der Küvette betrachtet, sieht man davon freilich gar 
nichts.

Man kann die dort auftretenden Kräfte umgekehrt sichtbar machen, wenn 
man eine unfertige Platine aus der Lösung hebt. Auf Kupferflächen fließt 
die Lösung nicht vollständig ab, ein um starker Film überwindet also 
sogar die Schwerkraft. Luftblasen in einer Küvette sind aber deutlich 
schwächer, ihre Kraft ist ja nach oben und nicht seitwärts auf die 
Platine gerichtet.
Theoretisch wälzen diese nur die Lösung um, aber berühren die Platine 
nicht.

Geht man noch etwas näher ran ans Kupfer, werden die Kräfte schnell noch 
weit extremer. Pustet man diese Platine z.B. kurz mit Druckluft ab, 
bleibt immer noch ein Film. Vom Verdunstung mal abgesehen, da hinkt der 
Vergleich natürlich. Selbst mit 500bar Druckluft würde man die Platine 
nicht trocken bekommen, Verdunstung vernachlässigt.
In der Lösung ist es praktisch genau dasselbe, es klebt ein Film 
verbrauchter Ätzlösung am Kupfer. Weit stärker als am Lack.

Man sieht den o.g. Effekt auch gut bei Platinen mit Masseflächen, die 
nur schmale Distanzen zur Isolierung haben. Solche Distanzen sind je 
nach Fließrichtung der Ätzlösung im Nu geätzt, während man sicher 5x so 
lange auf z.B. eine größere Freifläche mit Schriftzug o.ä. drin warten 
muss.

Alles gilt natürlich nur ohne Sprühätze, denn diese löst ja die 
Probleme.

[Conny G. (conny_g)]

Das macht Sinn. Das erklärt auch, warum ich dem Ätzvorgang einen Schub 
verpassen kann, wenn ich die Platine kurz abwasche, begutachte und dann 
wieder reinwerfe. Ich nehme den Film verbrauchte Lösung weg.

[Richard B. (r71)]

@Conny Da stimmt etwas mit deine Vorlage nicht...

[Dieter F. (Gast)]

Richard B. schrieb:
> @Conny Da stimmt etwas mit deine Vorlage nicht...

Aliasing - das Thema hatten wir schon ... ;-)

[Conny G. (conny_g)]

Das war zuviel, jetzt ist es überbelichtet. Hatte 15% verlangsamt. Also 
war die letzte Variante schon fast so gut es geht, nur ein klein 
bisschen mehr belichten, dann muss es passen. Der Rest ist dann 
Entwicklung und Ätzen, was hier an die Grenzen kommt.

[Richard B. (r71)]

Das ist kein Aliasing. Du musst eine andere Vorlage
anderes umrechnen. Ich dachte das hast du schon ausgebessert...

[Der Dreckige Dan (Gast)]

Conny G. schrieb:
> Der Rest ist dann
> Entwicklung und Ätzen, was hier an die Grenzen kommt.

Nun, ca. 0,15mm Leiterbahnen kann man normalerweise noch problemlos in 
der Küvette ätzen. Ganz besonders, wenn sie nicht einzeln stehen.
Falls du noch genug Ausdauer hast, probiere doch noch mal die Spirale 
mit ihrem dicken Außenring und dem zwischenliegenden "Opferring". Diese 
Außenringe schützen gewissermaßen die äußeren Spiralwindungen und ich 
denke, der Urheber dieses Tests hat sie genau dazu vorgesehen.
Du kannst alternativ auch einfach einen z.B. 10mm breiten, abzutragenden 
Bereich um die Spirale festlegen, an dem sich das Ätzmittel austoben 
kann.
Ob der dann in der Ätze länger braucht als die Spiralen, wäre in dem 
Fall ja einerlei, du nimmst die Platine einfach raus, wenn die Spiralen 
fertig sind.
Die Spiralen sind wirklich nicht sehr schwierig, was den Ätzprozess 
betrifft.

[Conny G. (conny_g)]

Neuer Versuch, mit etwas weniger Speed als beim vorletzten Mal und etwas 
mehr als beim letzten. Allerdings glaube ich beim letzten Versuch 
spielte noch was anderes mit rein, der Laser könnte den Focus verloren 
haben.

Schon wieder etwas besser, abers gibt noch Unterbrechungen an wenigen 
Stellen und mindestens eine Brücke.

[Conny G. (conny_g)]

Der Dreckige Dan schrieb:
> Nun, ca. 0,15mm Leiterbahnen kann man normalerweise noch problemlos in
> der Küvette ätzen. Ganz besonders, wenn sie nicht einzeln stehen.

Ja, sah ich ja schon bei den Testplatinen (nicht die Spirale, die 
andere), mit den 0,15/6mil gab's nie ein Problem.

> Falls du noch genug Ausdauer hast, probiere doch noch mal die Spirale
> mit ihrem dicken Außenring und dem zwischenliegenden "Opferring". Diese
> Außenringe schützen gewissermaßen die äußeren Spiralwindungen und ich
> denke, der Urheber dieses Tests hat sie genau dazu vorgesehen.

Ja, die äußersten Tracks sind immer Gefahr, diesmal habe ich aber sogar 
eher weiter innen mehr Überätzung als außen. Zu meiner Überraschung sind 
beim letzten Versuch außen alle intakt und innen ist eine Zone, wo ein 
paar sehr dünn wurden und mindestens eine eine Unterbrechung hat.

> Du kannst alternativ auch einfach einen z.B. 10mm breiten, abzutragenden
> Bereich um die Spirale festlegen, an dem sich das Ätzmittel austoben
> kann.

Die Spirale geht ja bis 1mm an den Rand der Europlatine ran. Hab sie eh 
schon um 4% verkleinert um diesen mm noch zu haben.
Was größeres als Europlatine hab ich nicht, weder Platine noch passende 
Schalen :-)

> Ob der dann in der Ätze länger braucht als die Spiralen, wäre in dem
> Fall ja einerlei, du nimmst die Platine einfach raus, wenn die Spiralen
> fertig sind.
> Die Spiralen sind wirklich nicht sehr schwierig, was den Ätzprozess
> betrifft.

Nicht sehr schwierig oder schon sehr schwierig?
Wo meinst Du denn, dass der letzte Teil des Problems liegt, Belichtung, 
Entwicklung oder Ätzen?

Ich habe immer den Eindruck, dass sich bei den feinen Strukturen der 
Fotolack sehr langsam löst und dass ich evtl. noch länger entwickeln 
muss bevor ich ätze. Bisher war lange Ätzzeit immer ein Zeichen für 
ungenügend belichteten oder aufgelösten Fotolack.
Wenn es das Belichten ist, dann bin ich jetzt an der Grenze. Denn mehr 
Belichten führt beim Laser zu breiterem effektivem Fokuspunkt und dann 
wird überbelichtet.

Was ich natürlich auch noch machen könnte:
ein Spiralen-Script schreiben, das mir passgenauen G-Code für die 
minimal möglichen Tracks mit dem Laser ausgibt.
Denn jetzt konvertiere ich ja von Pixeln in bestimmter Auflösung zu 
einer damit nicht ganz passgenauen Laserfokusbreite - das verursacht 
natürlich eine stärkere Ungenauigkeit durch Aliasing ...

Das spiegelt natürlich nicht die Prozessrealität wider, denn 
normalerweise exportiere ich ja die Platine aus Eagle in PNG und 
verarbeite von da weiter, da kann ich nicht auf die Fokuspunktgröße des 
Lasers Rücksicht nehmen.

[Richard B. (r71)]

Conny G. schrieb:
> Nicht sehr schwierig oder schon sehr schwierig?

Eigentlich ist diese Spirale schon schwierig, weil->
Große Fläche. Das hat weiter oben eh schon jemand geschrieben.
Eine 20mm x 20mm Platine ist schnell fertig und sieht uU gut aus.
Eine 100mm x 150mm Platine ist eine ganz andere (Ätz-) Baustelle.

Conny G. schrieb:
> Hab sie eh schon um 4% verkleinert
> um diesen mm noch zu haben...

Das darfst du IMHO eben nicht machen.

[Der Dreckige Dan (Gast)]

Richard B. schrieb:
> Conny G. schrieb:
>> Hab sie eh schon um 4% verkleinert
>> um diesen mm noch zu haben...
>
> Das darfst du IMHO eben nicht machen.

Da hat er recht, das gibt Aliasing. Ist aber im Resultat kaum zu sehen, 
das kennt man ggf. deutlich ausgeprägter (Spiralen berühren sich hier 
und da vollständig, während woanders unnötig große Lücken entstehen).


Conny G. schrieb:
> Zu meiner Überraschung sind
> beim letzten Versuch außen alle intakt und innen ist eine Zone, wo ein
> paar sehr dünn wurden und mindestens eine eine Unterbrechung hat.

Ist die Strömung in der Küvette evtl. ungleichmäßig? Du könntest ggf. 
mal die Ätzzeit vierteln und jedes Mal die Platine 90° weiterdrehen.


Conny G. schrieb:
> Wo meinst Du denn, dass der letzte Teil des Problems liegt, Belichtung,
> Entwicklung oder Ätzen?

Na ja, das mit Abstand Schwierigste ist normalerweise die Belichtung, 
dann das Entwickeln, das Einfachste ist das Ätzen.
Ich meine nicht, daß die Spiralen einfach sind, sondern es gibt beim 
Ätzen deutlich schwierigere Layouts mit 5mil-Strukturen. Beispiel wäre 
eine dünne LB am Rand der Platine, während innen große Kupferflächen 
abzutragen sind. Sowas wäre in der Küvette schlicht unmöglich. Bei der 
Spirale ist aber überall gleich viel abzutragen, nur außen muss man halt 
schützen. Hast du ja jetzt gemacht, würde dir aber noch bissl mehr 
Opferfläche empfehlen. So liegt die Spirale quasi mittendrin in einer zu 
ätzenden Platine. Sie wird aber wie gesagt etwas eher fertig sein, als 
diese äußere, abzutragende Fläche. Wenn diese genug Kupfer bereit hält.

[Conny G. (conny_g)]

Der Dreckige Dan schrieb:
> Da hat er recht, das gibt Aliasing. Ist aber im Resultat kaum zu sehen,
> das kennt man ggf. deutlich ausgeprägter (Spiralen berühren sich hier
> und da vollständig, während woanders unnötig große Lücken entstehen).

Ja, sehe da eigentlich auch kein Problem. Denn jede Lücke sind 
mindestens 3 Pixel Belichtung, das stellt sicher, dass sicher eine Lücke 
entsteht. Bei nur 1 Pixel kann es vorkommen, dass es nicht komplett 
weggeätzt wird.
Und ob es nun 3 oder 4 Pixel sind ist egal. Und bei den Leiterbahnen ist 
es eher sogar mindestens 4 Pixel Breit.

> Conny G. schrieb:
>> Zu meiner Überraschung sind
>> beim letzten Versuch außen alle intakt und innen ist eine Zone, wo ein
>> paar sehr dünn wurden und mindestens eine eine Unterbrechung hat.
>
> Ist die Strömung in der Küvette evtl. ungleichmäßig? Du könntest ggf.
> mal die Ätzzeit vierteln und jedes Mal die Platine 90° weiterdrehen.

Keine Küvette, handgeschwenkte Schale. Wobei ich üblicherweise mit einem 
Holzstäbchen immer wechselnd an eine Kante der Platine gehe und sie 2cm 
hochhebe, damit die Lösung auch abfliesst und beim Ablassen von der 
Seite neu einströmt. Das ist m.E. sogar deutlich schonender als Küvette, 
wo der Strom immer von einer Seite kommt. Da habe ich sehr viel weniger 
"mechanische Kräfte" und auch nicht nur von einer Seite. Dafür dauert 
mein Ätzvorgang wsl. länger, 10-15min.

> Conny G. schrieb:
>> Wo meinst Du denn, dass der letzte Teil des Problems liegt, Belichtung,
>> Entwicklung oder Ätzen?
>
> Na ja, das mit Abstand Schwierigste ist normalerweise die Belichtung,
> dann das Entwickeln, das Einfachste ist das Ätzen.
> Ich meine nicht, daß die Spiralen einfach sind, sondern es gibt beim
> Ätzen deutlich schwierigere Layouts mit 5mil-Strukturen. Beispiel wäre
> eine dünne LB am Rand der Platine, während innen große Kupferflächen
> abzutragen sind. Sowas wäre in der Küvette schlicht unmöglich. Bei der
> Spirale ist aber überall gleich viel abzutragen, nur außen muss man halt
> schützen. Hast du ja jetzt gemacht, würde dir aber noch bissl mehr
> Opferfläche empfehlen. So liegt die Spirale quasi mittendrin in einer zu
> ätzenden Platine. Sie wird aber wie gesagt etwas eher fertig sein, als
> diese äußere, abzutragende Fläche. Wenn diese genug Kupfer bereit hält.

Beim letzten Versuch bin ich eher davon irritiert, dass innen Bereiche 
mit Überätzung sind, während es am Rand knapp aber ok ist.
Warum jetzt innen der Großteil ok bis sehr gut ist aber 2-3 qcm kritisch 
ist mir unklar.

Wenn man die Platine von der Seite ansieht dann sieht man auch, dass es 
Fläche von hellerer und dunklerer Struktur gibt, also wo mehr oder 
weniger Abtrag stattfand. Siehe Foto, da sieht man das deutlich. Woher 
könnte das kommen?
Genau in dieser Zone rechts ist auch mind. 1 Unterbrechung.

Da fielen mir jetzt auch keine Gegenmaßnahmen ein außer die Vorstufen - 
Belichtung und Entwicklung noch etwas zu verbessern, damit der Kontrast 
und damit die Ätzgeschwindigkeit besser werden.

Oder die Toleranz etwas zu erhöhen, den Leiterbahnen noch 1 Pixel mehr 
Puffer zu geben, d.h. den Laser noch etwas weiter vom geplanten Rand weg 
zu lassen.
Ich habe ja kürzlich bei dem Overlay gesehen, dass von der angepeilten 
Leiterbahn 25% fehlen, das sind ca. 1-2 Pixel bei der 
Belichtungsauflösung.

Ich glaube, dass Belichtung und Entwicklung noch nicht perfekt sind und 
noch kleine Lackrestchen übrig bleiben, die den Ätzvorgang in die Länge 
ziehen.
Deshalb scheint mir am vielversprechensten für einen weiteren Versuch zu 
sein:
10% mehr Belichtung, dafür 1 Pixel mehr Zugabe für die Kupferflächen um 
für den breiteren Fokuspunkt zu kompensieren.
Das bedeutet ich würde ca. 2mil belichten um eine 4-5mil Lücke zu 
schaffen.

[Jens (Gast)]

Wie hell ist es denn in deinem Raum wo du druckst? Könnte das auch 
Fremdlicht sein?
Ist dein Drucker mit irgendwas abgedeckt?

Normalerweise macht die normale Beleuchtung im Raum beim Belichten wenig 
aus. Aber du druckst ja über 4 Stunden.
Das könnte natürlich auch mit rein spielen.

Untersuche mal deine Umgebung mit und nicht nur deinen Drucker und das 
Ätzen.

Grüße, Jens

[Conny G. (conny_g)]

Jens schrieb:
> Wie hell ist es denn in deinem Raum wo du druckst? Könnte das auch
> Fremdlicht sein?
> Ist dein Drucker mit irgendwas abgedeckt?

Es ist dunkel, ich lasse diese 5h Belichtung meistens nachts laufen.
Und die Drucker-LED-Beleuchtung ist aus.

Was mir aufgefallen ist, dass es ein Halo / einen Ring von ca. 1 cm um 
den Laserpunkt gibt, das könnte Reflexion Laser -> Kupfer > Lasergehäuse 
-> Platine sein.
Ich kann mir nicht vorstellen, dass das sehr viel ausmacht, aber ich 
kann ja mal die Unterseite des Lasergehäuses schwarz anmalen, das 
schadet keinesfalls.

[Richard B. (r71)]

Nun, rein rechnerisch gesehen:
um bei 4/4 mil 10% Genauigkeit (3,6mil min - 4,4mil max Breite)
zu erreichen müsste man einen Step (bzw. Fokus) von 4mil/10 haben.
Oder?

Was ich bei diese Belichtung gesehen habe,
hast du ~1-2 mil Genauigkeit. Warum auch immer.

Um eine Platine mit 6/6 mil zu belichten würde das reichen.

Ich würde gerne wissen, wie das der Andreas gemacht hat.

[Der Dreckige Dan (Gast)]

Conny G. schrieb:
> handgeschwenkte Schale

Conny G. schrieb:
> Das ist m.E. sogar deutlich schonender als Küvette,
> wo der Strom immer von einer Seite kommt.

Schonender ja, aber es dauert eben noch länger. Das Problem bei einer 
Schale oder auch so einer automatischen Schwenkschale ist, daß diese 
Schicht verbrauchtem Ätzmittels mittig fast nur noch hin- und 
hergeschoben wird, aber die Platine gar nicht mehr verlässt. Sieht man 
wunderbar z.B. bei fast verbrauchtem Eisen3. Hinzu kommt die liegende 
Position der Platine, denn verbrauchte Ätzlösung ist (fast?) immer 
schwerer, als Unverbrauchte. Da ist eine Küvette spätestens dann weit 
besser, wenn man die Platine ab und an dreht.

Um diesen Effekt bei der Schale zu verhindern, bräuchte man ein riesiges 
Exemplar, so daß je Schwenkvorgang wirklich eine ganze Menge Ätze über 
die Platine strömt.


Warum du nun gerade mittig wieder weniger Kupfer zu stehen hast, gute 
Frage. Würde ich gerade bei dieser Ätztechnik aber auf keinen Fall auf 
verstärkte Ätzung an dieser Stelle schieben, ganz im Gegenteil. Der doch 
recht klar abgegrenzte innere Bereich weist auch eher auf eine Ursache 
vorm Ätzen hin.

Conny G. schrieb:
> 10% mehr Belichtung, dafür 1 Pixel mehr Zugabe für die Kupferflächen um
> für den breiteren Fokuspunkt zu kompensieren.

Mindestens einen Pixel...;-)

[Conny G. (conny_g)]

Der Dreckige Dan schrieb:
> Conny G. schrieb:
>> 10% mehr Belichtung, dafür 1 Pixel mehr Zugabe für die Kupferflächen um
>> für den breiteren Fokuspunkt zu kompensieren.
>
> Mindestens einen Pixel...;-)

Vorher hatte ich schon 1 Pixel zugegeben (0.025mm), jetzt sind es 2 
Pixel oder 0.05mm. Bei 1016dpi = halbe native Schrittauflösung bzw. 2 
Microsteps des Ultimaker 2+.

Interessant. Ich hatte bei dieser Runde (mit der Blende vor dem Laser) 
ganz zu Anfang einen Belichtungsversucht mit 508dpi gemacht und das hat 
nicht gereicht vernünftig zu belichten, es blieb ein Raster übrig und 
das Kupfer wollte kaum weg.
Jetzt mit 1016dpi ist aber die Randunschärfe 2 Pixel, d.h. die Größe des 
Laserpunkts ist größer als 1-2 Pixel, eher 3-5 (1 Pixel in der Mitte, 1 
Pixel rechts und links mit noch ausreichender Energie und nochmal je 
rechts/links 1 weiterer).

Da ist jetzt die Frage, ob ich besser 508dpi mit mehr Energie belichte, 
damit das Raster weggeht. Oder ob ich besser 1016dpi "sanft" belichte, 
aber die relativ große Randunschärfe habe.
Wenn die 1016dpi 2 Pixel Unschärfe haben, dann ist das fast egal, dann 
passen 508dpi mit 1 Pixel Randzugabe auch, das ist dann auch nicht 
schlechter.

Meine ursprüngliche Hypothese / Hoffnung war, dass der Laserpunkt mit 
weitestmöglich reduzierter Leistung irgendwo zwischen 1016dpi und 508dpi 
also 0,025 und 0,05mm liegen könnte.
Und der Versuch mit den gescheiterten 508dpi schien das zu bestätigen.
Aber ich glaube, dass die Erfahrung mit der Spirale das jetzt widerlegt. 
Der Punkt ist 0,05mm gross, mindestens. Eher sogar 0,75mm.

Also sollte ich auch mal 508dpi mit höherer Leistung versuchen.
Von der Belichtungszeit ist es wohl dasselbe, ob ich 1016dpi schnell 
fahre (geringe Energie auf einen Punkt) oder 508dpi langsam (mehr 
Energie auf einen Punkt).
Der Kontrast sollte mit den 508dpi sogar besser werden, weil ich nicht 
mit allem Streulicht 2x über denselben Bereich fahre.

[Richard B. (r71)]

Conny G. schrieb:
> Keine Küvette, handgeschwenkte Schale. Wobei ich üblicherweise mit einem
> Holzstäbchen immer wechselnd an eine Kante der Platine gehe und sie 2cm
> hochhebe, damit die Lösung auch abfliesst und beim Ablassen von der
> Seite neu einströmt.

...und Eisen3 ist eine ganz schlechte kombination.

Conny G. schrieb:
> Das ist m.E. sogar deutlich schonender als Küvette,
> wo der Strom immer von einer Seite kommt.

Küvette->Genau deswegen wird mindestens einmal um 180° gedreht.
Eisen3 in Schale ist sehr agressiv und ungenau.

[Conny G. (conny_g)]

Richard B. schrieb:
> Eisen3 in Schale ist sehr agressiv und ungenau.

Echt? Mein Eindruck von allem was ich Ätzmittel gelesen habe ist, dass 
Fe3Cl das gutmütigste und langsamste von allen ist?

[Conny G. (conny_g)]

Conny G. schrieb:
> Also sollte ich auch mal 508dpi mit höherer Leistung versuchen.
> Von der Belichtungszeit ist es wohl dasselbe, ob ich 1016dpi schnell
> fahre (geringe Energie auf einen Punkt) oder 508dpi langsam (mehr
> Energie auf einen Punkt).
> Der Kontrast sollte mit den 508dpi sogar besser werden, weil ich nicht
> mit allem Streulicht 2x über denselben Bereich fahre.

Das teste ich jetzt auch. Eine Belichtung mit 508dpi, ohne Pixelzugabe 
und halber Geschwindigkeit des 1. Versuchs mit 508dpi läuft. Bin 
gespannt!

[Michael (Gast)]

Also liegt die DIY Messlatte bei 4mil Spiralen auf Eurokarte?

Auf 18u oder 35u Kupfer?

Ich hatte einige Tage her auch schon mal Fragen zu dem Thema gestellt, 
das hier ist mit 1000 dpi ausbelichtet auf Bungard Material.

Es ist für einen technischen Prozess, nicht für Leiterplatten, die 
werden hier nur als Testmaterial eingesetzt.

Es liegt ein Glasmessstab auf, Mikroskop ist nicht ganz in der Ebene 
focussiert.

Der Belichter hier aus dem uThread mit der Mechanik hier arbeitet mE 
nach noch lange nicht bei 1000dpi.

Das Glasmessraster ist 250um Spitze Spitze und die Mitte der Spirale ist 
auf Null ausbelichtet.

[Michael (Gast)]

die dickeren Bahnen im linken Bildteil Nr 4 u. 5 von rechts sind 100u 
100u Abstand, also etwa 4 mil.

Die drei daneben liegenden sind 2 oder 2,5 - muss ich nachsehen.

Ziel des technischen Prozesses sind >>25.400 dpi, der Test ist nur 
Grobeinrichtung, diesen zu besprechen würde hier nichts bringen, die 
Technik ist im Hobbybereich preislich für die meisten nicht möglich.

Direktschreibprozesse werden in der Halbleiterindustrie und bei 
Mikrosystemtechnik mit geeigneten Lacken schon lange eingesetzt.

Der Ansatz Polygonalspiegel (zweiachsig) in Verbindung mit mechanischem 
Steppen ist Standard und könnte hobbymässig nachgebaut werden, wobei ein 
Ultimaker dafür zu instabil sein dürfte.

Wenn man mit einem zweiachs gerastertem Laser (Prinzip kann man bei den 
"billigen" China Lasergravierern nachsehen, nur einen kleinen Bereich 
nutzt, dann ist die Lackkante ziemlich vertikal (wichtig beim 
Sprühätzen) und man kann die Fläche beliebig erweitern, indem man die 
Platine mit einem Kreuztisch darunter verfährt.

Das sollte für den Hobbybereich saubere 1000dpi einfach mit wenig Geld 
ermöglichen.

Die Synchronisation der Bilder auf die Flächenbelichtung ist 
Bitmapbastelei 101. Das beherrschen die Threadbeteiligten hier ja.

[Conny G. (conny_g)]

Michael schrieb:
> Also liegt die DIY Messlatte bei 4mil Spiralen auf Eurokarte?
>
> Auf 18u oder 35u Kupfer?

Ja, im Hobby-/DIY Bereich ist es m.E. erstrebenswert 4-5mil immer sicher 
zu erreichen, dann kann man alles machen, was man braucht.

Und m.E. ist bei mir die Hürde aktuell noch nicht die Präzision des 
Ultimaker sondern zunächst mal die Größe des Laserfokuspunkts. Wenn ich 
den nicht auf <=0,05mm bekomme, dann habe ich Probleme mit den 4-5mil.

Und im Hobby-Bereich gibt es leider keine/kaum einfach verfügbar Optiken 
das zu erreichen. Die Standard-Laserdiode im Standard-Mount mit der 
Standard-Glaslinse lässt sich nur auf 0,1mm fokussieren und die 2 
verschiedenen Divergenzwinkel der Laserdioden lassen sich damit nicht 
ausgleichen.

Das Beste was ich noch gefunden habe bisher ist
https://www.lasertack.com/anamorphes-prismenpaar-2
zum Aufweiten des engeren Divergenzwinkels.
Ist aber auch wieder keine "maßgeschneiderte" Optik, nur eine 
Annäherung.

[Michael (Gast)]

https://www.alibaba.com/product-detail/Co2-F-Theta-Scanning-Lens-scanning_60571913466.html?spm=a2700.7724838.0.0.IjWH5G&s=p

https://www.edmundoptics.com/optics/optics-assemblies/laser-accessories/f-theta-scanning-lenses/

Wenn man etwas mehr "Gehirnschmalz" in die Optik steckt, bekommt man 
vielleicht das magische Dreieck "darf nix kosten" - "soll hoch auflösen" 
- "muss schnell sein" unter einen Hut.

Ansonsten, wenn 16.000 punkte reichen (2500dpi auf Eurobreite) , dass 
kann ein Hp Drucker für 60,- Euro.

UV LED an den Druckkopf mit Seku oder Heisskleber, 
Hochfrequenzverstärker an die UV LED, Signal am piezo abgegriffen.

Vorschubsstepper Signal abgreifen.

Abbildungsoptik dazwischen und mit dem abgegriffenem Signal die Platine 
vertikal bewegt.

Das ganze auf eine optische Bank (ebener Granit, im Hobbybereich halt 
Fensterbank oder dickere Glastischplatte) und fertig ist der 
Rasterbelichter.

Alles da, Software, Null Bytes zu schreiben, ausbelichtet wird Alles, 
was der HP Drucktreiber schluckt.

Einziges Problem ist die Belichterleistungsberechnung auf die Flöche.

Auch nicht so schwierig.

Laserdioden Öffnungswinkel berechnen, Abbildungsoptik berechnen, 
Kollimator dazwischen, Gesamtdauer messen, mJoule auf cm2 der 
Zielfocussierungsebene ausrechnen, Lackparameter abfragen beim 
Hersteller, dann Belichtungsreihe schreiben, wie früher in der 
Analogfotographie.

Wem es zu langsam geht, es gibt auch ultraschnelle Resiste, die muss man 
dann aber in völliger (schwaches Rotlicht) Dunkelheit prozessieren.

[Michael (Gast)]

Conny G. schrieb:
> Michael schrieb:
>> Also liegt die DIY Messlatte bei 4mil Spiralen auf Eurokarte?
>>
>> Auf 18u oder 35u Kupfer?
>
> Ja, im Hobby-/DIY Bereich ist es m.E. erstrebenswert 4-5mil immer sicher
> zu erreichen, dann kann man alles machen, was man braucht.
>
> Und m.E. ist bei mir die Hürde aktuell noch nicht die Präzision des
> Ultimaker sondern zunächst mal die Größe des Laserfokuspunkts. Wenn ich
> den nicht auf <=0,05mm bekomme, dann habe ich Probleme mit den 4-5mil.
>
> Und im Hobby-Bereich gibt es leider keine/kaum einfach verfügbar Optiken
> das zu erreichen. Die Standard-Laserdiode im Standard-Mount mit der
> Standard-Glaslinse lässt sich nur auf 0,1mm fokussieren und die 2
> verschiedenen Divergenzwinkel der Laserdioden lassen sich damit nicht
> ausgleichen.
>
> Das Beste was ich noch gefunden habe bisher ist
> https://www.lasertack.com/anamorphes-prismenpaar-2
> zum Aufweiten des engeren Divergenzwinkels.
> Ist aber auch wieder keine "maßgeschneiderte" Optik, nur eine
> Annäherung.

Das Focussieren eines Laserstrahls ist nicht sehr schwierig, es gibt 
dazu Sripte und Berechnungsprogramme, die Optiken und ggf Spiegel 
bekommst du inline ab 1 Stück.

Die Halterungen und Zentrierungen sind im einfachten Fall Kunststoffrohr 
und Kunststoff Unterlegscheiben mit grossem Zentrumsloch.

Das Thema ust nur, dass ein vernünftig aufgeweiteter und focussierter 
Strahl eine recht schwere Optik hat.

Deswegen der HP Vorschlag.

Du focussierts auf eine Zwischeneben und hast das abbildende Optiksystem 
koordinatenstarr.

Dann kannst du billige Standardlinsen (ohne chromatische 
aberrationskorrektur!) nehmen und in den Mikrometerbereich focussieren.

Aber auch deine Lösung mit dem asymetrischen Fleck geht, du musst nur 
die Ansteuerung hochfrequenter ummodeln.

Faktisch ist die Focussierung von Photonen ein stochastischer Prozess.

Wenn du die Modukation an der UV Diode änderst kannst du weit höher 
auflösen, benötigst aber einen ultraschnellen analogen Treiber (hört 
sich schwieriger an als es ist, Amateurfunktechnik halt).

Du nutzt dann den "Antialiasing" Effekt zur Auflösungserhöhung.

[Michael (Gast)]

Ansonsten:

https://www.limo.de/products-and-solutions/optische-komponenten

Der Firma habe ich als die noch "StartUp" waren die ersten Maschinen zur 
Herstellungstechnik ihrer Kollimatorenarrays geliefert.

Ohne Kollimatorenarrays gäbe es keine Breitband Internet Technik.

Frag nach einem Anwendungstechniker zur Strahlformung und lass dir 
Application notes schicken, wenn du nett fragst bekommst Du oft die 
Info's die du brauchst.

Die Firma hat Mikrolinsensysteme die alle möglichen Strahlformen und 
Foci können.

[Michael (Gast)]

Wenn du so etwas

http://www.ti.com/product/dac908

in die Ansteuerung deiner Diode setzt, mit 8 Bit drauf gehst und die 
Diode analog steuerst, mit einem HF analog Verstärker, kannst du ohne 
Focusänderung ganz andere Auflösungen erzielen.

Licht hat nicht nur eine Örtliche sondern auch eine zeitliche Unschärfe.

Du kannst in beide Focussieren.

Du variierst das "Zusammenbrechen der Wellenfunktion" in der zeitlichen 
Ebene genau wie in Ortsebene.

Wenn du das verstehen willst, schau dir die "Quantum Eraser" 
Versuchsaufbauten und den Doppelspaltversuch in Wiki an, dann siehst du 
wie makroskopische oder zeitliche Einflüsse miroskopisch focussieren.

Dann verstehst du acuh, warum du einen Laserstrahl nicht direkt 
focussieren kannst in der Ortsauflösung.

Die Synchronisation mit deiner Mechanik würde ich gedanklich mal 
umdrehen.

Du musst nur ein Stück vorher vor der Platine beschleunigen (Sin2 Ramoen 
nehmen-wenn du nichtweisst, wie man die digital berechnet, frag) und 
dann einfach einen Zähler am Schrittmotor mitlaufen lassen.

Comperator an Triggersignal, ab da ein "Audiofile" hochfrequent 
quarzgenau auf die UV Laserdiode.

Immer zurück und von einer Seite, das spart dir die Versatzproblematik, 
lieber schneller werden anstelle von bidirektional.

Wenn Du den Hirnschmalz darain steckst, bekommst du etwas richtig gutes 
mit dem selben Zeitaufwand den Du jetzt treibst.

[Richard B. (r71)]

Conny G. schrieb:
> Echt? Mein Eindruck von allem was ich Ätzmittel gelesen habe ist,
> dass Fe3Cl das gutmütigste und langsamste von allen ist?

Das hängt vermutlich vom Verfahren ab. Meine Behauptung
bezog sich rein auf die Eisen3-Schale-Schwenk Kombination.

[Dieter F. (Gast)]

Michael schrieb:
> das hier ist mit 1000 dpi ausbelichtet auf Bungard Material.

Stell doch mal bitte die Vorlage (als PDF ?) ein

[Jens (Gast)]

@Michael:
Mal ne praktische Frage:
Wie soll er mit dem Ultimaker bitte einen 165MSps DAC mit Daten 
befüttern?
Sein Controller bewegt sich auf dem Niveau wie Arduino.
Ein Hochfrequenz Audiofile? Welche Frequenz? Und welche Soundkarte soll 
das dann noch schaffen? Die sind alle mit 20kHz bandbegrenzt.
Linsen für 1000€ das Stück?
Für Hochfrequenzverstärker braucht man auch das Messequipment, um das in 
Betrieb zu nehmen. Die wenigsten haben ein Oszi mit einer Bandbreite 
größer 500MHz zu Hause stehen.
Ich denke du schätzt die Mittel (Geld und Zeit), mit denen hier 
gearbeitet wird, absolut falsch ein.
Und was ist quarzgenau? Meinst du taktsynchron oder nur dass der Takt 
mit eine Quarz erzeugt werden soll? Die jittern übrigens auch.

Eine Auflistung von Dingen, die man alles berechnen kann, hilft doch 
auch nicht weiter. Du hast ihm jetzt lange erklärt, wie es nicht geht.
Faktisch ist es aber so, dass er an der Technologiegrenze angelangt ist 
und sie schon überschritten hat.
Professionelle Betriebe, die Leiterplatten herstellen, geben bei 35µm 
Kupferauflage eine kleinste Strukturgröße von 125µm an (das ist 
prozesssicher bei den verwendeten Lacken).
Bei 4mil ist er aber schon bei 100µm angelangt.
Das lässt sich doch sehen!

Gruß, Jens

[Der Dreckige Dan (Gast)]

Michael schrieb:
> Also liegt die DIY Messlatte bei 4mil Spiralen auf Eurokarte?

Nein, sie liegt bei 5mil bei den Spiralen. Das ist eine Aufgabe, an der 
nicht wenige professionelle Anbieter schlicht scheitern würden. Und 
damit meine ich nicht Klaus` Platinenätzgarage, sondern oversees PCB & 
Engineering AG.

Der Siemensstern da oben hat rein gar nichts mit einer fertigen Spirale 
zu tun. Absolut nichts. Aber wenn die teure Technik es überhaupt 
schaffen sollte, was ich allenfalls zu 50% glaube, dann immer her mit 
einer funktionstüchtigen Spirale!

[Richard B. (r71)]

@Jens Sie benutzt doch dein Treiber, oder?
Was sind das für Belichtungsfehler?

[Michael (Gast)]

Dieter F. schrieb:
> Michael schrieb:
>> das hier ist mit 1000 dpi ausbelichtet auf Bungard Material.
>
> Stell doch mal bitte die Vorlage (als PDF ?) ein

Ist ein 5000x4000 Bitmap, das sind ca. 32 MByte, wie soll,ich das 
reinstellen?

[Johannes S. (Gast)]

Hallo Michael,
danke für die interessanten Infos.

Ein Detail stimmt aber nicht ganz:

Michael schrieb:
> Du musst nur ein Stück vorher vor der Platine beschleunigen (Sin2 Ramoen
> nehmen-wenn du nichtweisst, wie man die digital berechnet, frag) und
> dann einfach einen Zähler am Schrittmotor mitlaufen lassen.

Die Tintenstrahler verwenden keine Schrittmotore sondern billige DC 
Motore + Encoder. Das hat den Vorteil das man gleich ein lineares 
Ortsrichtiges Taktsignal mit üblicherweise 600 DPI in Schlittenrichtung 
hat.
Die 3D Drucker arbeiten mit Schrittmotoren, meine These ist ja da man da 
auch Vibrationen hat. Mit guten Treibern und 1/128 1/256 Schritten geht 
das vielleicht gegen Null, aber es geht hier ja um Präzision im µm 
Bereich. Die Vibrationen wirken sich vermutlich auch je geringer aus 
desto näher der Laser am Material ist, @Conny: was für einen Abstand 
hast du im UM eingestellt?
Um einen Linearencoder im 3D Drucker zu nutzen muss man einiges 
modifizieren: Mechanik und auch die Firmware passt nicht. Die 
Ansteuerung der Motoren wird üblicherweise im festen oder variablen 
Zeitraster gemacht, für den Encoder müsste man einen zustäzlichen 
Interrupt einbauen. Oder einen zustätzlichen Controller nur für die 
Diode die Zeilenweise mit Daten versorgt und mit dem zeilenweisen 
Vorschub des Druckers synchronisiert wird.
Ich hatte hier ja am Anfang auch mal mitgespielt, aber mein Ansatz mit 
dem DC Motor scheiterte bisher an der mässigen Mechanik. Habe jetzt aber 
auch meinen Vellemann druckbereit und wollte die Linearführung für den 
Laser mit Druckteilen verbessern.

[Conny G. (conny_g)]

Dieser Versuch mit 508dpi und 1.500mm/min war nix, stark überbelichtet. 
Als nächtes mal mit 2.250mm/min.

[Jens (Gast)]

@Richard B:
Ja. Conny benutzt den Treiber von mir.
Aber das sind keine Belichtungsfehler auf dem Bild. Das ist ein 
Farbumschlag des Lacks. Das hatte ich bei mir auch schon, wenn ich zu 
viel Leistung auf die Leiterplatte gebracht hatte auch. Der ist leicht 
verbrannt so wie es aussieht.
Das hat aber mit dem Treiber nichts oder nur indirekt zu tun.


Der Treiber von mir ist sehr schnell. Das heißt, dass die volle Leistung 
möglicherweise früher zur Verfügung steht.
Das könnte bedeuten, dass man die Leistung am Treiber nachstellen muss. 
Ein bisschen weniger um wieder auf die gleiche mittlere Leistung zu 
kommen.
Bei mir hatte ich nach dem Entwickeln die besten Ergebnisse, wenn man 
direkt nach dem Belichten noch keine Strukturen auf der Leiterplatte im 
Lack sehen konnte. Oder nur ganz schwach wenn man es gegen das Licht 
gehalten hat. Wenn die Strukturen dunkel verfärbt waren, waren die 
Ergebnisse nach dem Entwickeln durchweg Abfall.

Grüße, Jens

[Johannes S. (Gast)]

Conny G. schrieb:
> Und seit Monaten zuviel Arbeit, zuwenig Zeit zum Basteln.

Dafür gehst du diese sportliche Aufgabe aber ganz schön engagiert an :)

[Conny G. (conny_g)]

Johannes S. schrieb:
> Die 3D Drucker arbeiten mit Schrittmotoren, meine These ist ja da man da
> auch Vibrationen hat. Mit guten Treibern und 1/128 1/256 Schritten geht
> das vielleicht gegen Null, aber es geht hier ja um Präzision im µm
> Bereich. Die Vibrationen wirken sich vermutlich auch je geringer aus
> desto näher der Laser am Material ist, @Conny: was für einen Abstand
> hast du im UM eingestellt?

Die Laserdiode ist ca. 55mm über der Platine.
Ich nutze die Z-Höhe zur Kalibrierung des Laserfokus. Fahre eine 
langsame Fahrt über die ganze Breite diagonal über einen Z-Bereich über 
Thermopapier und messe/rechne dann aus, wo in Z der Laserfokus ist. Man 
hat da üblicherweise einen Streifen von ca. 1cm Länge der schwarz wird, 
in der Mitte sollte der beste Fokus sein. Das sollte dann auf weniger 
als 1 Millimeter in Z genau sein.

> Um einen Linearencoder im 3D Drucker zu nutzen muss man einiges
> modifizieren: Mechanik und auch die Firmware passt nicht. Die
> Ansteuerung der Motoren wird üblicherweise im festen oder variablen
> Zeitraster gemacht, für den Encoder müsste man einen zustäzlichen
> Interrupt einbauen. Oder einen zustätzlichen Controller nur für die
> Diode die Zeilenweise mit Daten versorgt und mit dem zeilenweisen
> Vorschub des Druckers synchronisiert wird.

Genau so mache ich das. Ich habe einen separaten Controller für den 
Laser, der bekommt beim Start des entsprechenden Move des Druckkopfs ein 
Sync-Signal und streamt dann die Bits an den Laser.
Die Bits werden wiederum Zeilenweise vorab von einem OctoPi an den 
Controller übertragen.
Der Octopi steuert auch den 3D Drucker über den G-Code mit dem Moves.
Für das Sync-Signal habe ich die Firmware angepasst, dass ich den 
Move-Kommandos einen zusätzlichen Parameter mitgeben kann, der bestimmt, 
dass bei diesem Move das Sync ausgegeben werden soll.
Vor dem zweiten Controller habe ich auch damit experimentiert gleich aus 
der Firmware die Bits zu streamen, aber leider brauchen sowohl das als 
auch die Steuerung der Schrittmotoren enge Interrupt-Abstände sodass 
sich diese in Konflikt kommen. Das könnte evtl. lösbar sein, aber am 
Ende war die Lösung mit dem zweiten Controller einfacher und sicherer.

[Johannes S. (Gast)]

Conny G. schrieb:
> Genau so mache ich das. Ich habe einen separaten Controller für den
> Laser

Ah Ok, habe das hier nicht mehr komplett verfolgt. Und die Triggerung 
der Diode machst du auch per Linearencoder?
Welche HW hat der UM, auch sowas mit ATMega und Marlin oder sind die 
schon bei 32 Bittern?

[Conny G. (conny_g)]

Jens schrieb:
> @Richard B:
> Ja. Conny benutzt den Treiber von mir.
> Aber das sind keine Belichtungsfehler auf dem Bild. Das ist ein
> Farbumschlag des Lacks. Das hatte ich bei mir auch schon, wenn ich zu
> viel Leistung auf die Leiterplatte gebracht hatte auch. Der ist leicht
> verbrannt so wie es aussieht.

Das ist keine Färbung des Fotolacks, das sind Schatten und weniger 
Schatten, wo die Leiterbahnen mehr oder weniger stark angegriffen 
wurden.
Seltsamerweise in gewissen "Zonen", es gab bei der Platine 2-3 Stellen 
von ein paar Quadratzentimetern wo sie deutlich stärker angegriffen 
wurden.

> Bei mir hatte ich nach dem Entwickeln die besten Ergebnisse, wenn man
> direkt nach dem Belichten noch keine Strukturen auf der Leiterplatte im
> Lack sehen konnte.

Das ist aktuell bei mir so: ich sehe nach dem Belichten nichts, auch 
nicht beim ganz genau hinsehen. Nach dem Entwickeln ist der Lack 
deutlich dunkler als das blanke Kupfer.

Früher als ich diese Blende noch nicht drin hatte war es leichter 
überzubelichten, da hatte ich oft weiße Verfärbung in den belichteten 
Zonen. Liess sich aber trotzdem noch problemlos entwickeln und ätzen.
Jetzt nimmt die Blende 75% der Energie, da ist es schwierig selbst mit 
100mW diese Verfärbung zu bekommen. Ich habe seither gar nicht mehr 
gehabt.

[Conny G. (conny_g)]

Johannes S. schrieb:
> Conny G. schrieb:
>> Und seit Monaten zuviel Arbeit, zuwenig Zeit zum Basteln.
>
> Dafür gehst du diese sportliche Aufgabe aber ganz schön engagiert an :)

Seit ein paar Wochen bastle ich wieder mehr. Vor 1 Woche hab ich den 
Laser am UM wieder in Betrieb genommen, nachdem ich am UM seit 
Weihnachten einiges umgebaut habe (2. Druckkopf). Und habe jetzt die 
Sync-Leitung vom Lüfter-Pin auf ein Extension-Header Pin umgestellt, 
dazu musste ich meine Firmware-Änderungen anpassen und außerdem in die 
Tinker-Firmware neu einfügen.
Das war zeitlich gesehen eine größere Hürde, das alles nachzuziehen 
bevor ich wieder lasern kann.
Und jetzt will ichs gerade wissen, ob das mit den 5mil nicht zu schaffen 
ist :-)

[Michael (Gast)]

Der Stern mit den Ringen ist zum Einstellen.

Es gibt ja nicht nur Strukturen, die vertikal und horizontal simd.

Meine Anregungen sind keine 1000 Euro Linsen und Equippment was man 
nicht hat, sondern lässt sich doch recht einfach bewerkstelligen.

Einen Zähler an einen Anschluss eines Schrittmotors abzugreifen dürfte 
mit Multimeter machbar sein, ansonsten mit einem der billigsten 
langsamsten Oszis.

Die Ankopplung an den PC nimmt man irgendeine Schnittstelle, die 
vorhanden ist, und schaut sich an, wie die gesynched ist.

Ab da ist native stream ohne dass man eingreift.

Der native Stream wird auf den DAC gekoppelt, dazu gibt es fertige Chips 
, zB für USB oder USB 2 oder firewire, für ein solches Projekt dürfte 
USB 1.0 schnell genug sein und das sind einfache Chips, die man in 
einfach lötbaren Gehäusen bekommt.

Der DAC steuert direkt einen schnellen Transistor an, der die UV LED.

Der arduino oder sonst gesteuerte Plotter fährt nur dumm Zeike für 
Zeike, er macht nur einmalig ein Reset auf ein Startregister, der Rest 
läuft in Hardware.

Sobald der Zählerstand am Schrittmotorzähler erkannt ist (komperator) 
wird der stream freigegeben und der PC streamt frei mit der 
spezifikationsgewchwindigkeit des verwendeten Protokolls.

Man kann -je nachdem wie alt der PC ist, mit einem Funktionsaufruf den 
ganzen Memoryblock an TCP/IP oder an (gottbewahre) RS232, an USB 1 oder 
2 oder firewire streamen, je nachdem was für ein Chip sekundär 
dranhängt.

Jitter und Timing sind für die Anwendung wenn nix anderes auf dem Kanal 
läuft handelbar ohne dass man da in den Takten suchen muss oder einen 
Protokol Analyzer bräuchte.

Im Prinzip kann man es mit den Tools bitweise und langsam in Betrieb 
nehmen.

Wenn man es sich ganz einfach machen will, HP Druckerplatine, und die 
sekundären Signale am Druckkopf abgreifen.

Wir reden hier nicht über Dinge, die ich in dem Forum hier noch nicht 
einzeln gesehen hätte.

Der Plotter fährt nur blöde Raster, er hat mit dem elektrischen Prozess 
nichts, aber gar nichts zu tuen, die Freigaben und Syncs für den PC 
stream erfolgen von dem HW Compeeator.

Der DAC den ich verlinkt hatte macht 150 MHz bei 20mA.

Damit kann man eine 100mW UV Laserdiode direkt steuern, ein analog 
Verstärker in Basisschaltung wäre sicher nicht verkehrt dahinter.

Manchmal frage ich mich, wie wir in den 70ern Hochfrequenzschaltungen im 
UKW und 430 MHz aufgebaut haben mit 20 MHz Oszis, was anderes hatten wir 
dich auch nicht.

Tip: Niederfrequentes Signal aufmodulieren, sekundärer Empfänger an der 
Strecke, niederfrequentes Signal auswerten.

Für die Anwendung hier ist die Frequenz doch noch nicht mal hoch.

Du willst eine Eurokartenbreite auf 1000dpi ausbelicheten, oder lass uns 
selbst mal 2540dpi annehmen und du willst 2 Zeiken pro sekunde 
belichten.

Nehmen wie mal,4 pro sekunde, du fährst ja doppelt so schnell weil du 
rückzus nicht belichten willst (macht die Sache sonst komplizierter)

Da du Doppeleuro auch noch können willst, hast Du 160mm 
Belichtungsstrecke, 2540dpi ist geschickterweise 0,01mm somit brauchst 
du 16.000 punkte.

Bei einer Sekunde könnte der standard Kopfhörerausgang des PCs.

Bei 4 pro Sekunde sind wir gerade mal bei 100kHz.

100kHz analoge Bandbreite über eine LED zu übertragen ist?

Alles, aber nicht schwierig.

Du machst Dir den ganzen Stress wegen der Pixelei und dem Timing und so.

Brauchst Du doch gar nicht.

Deine Schrittmotormechanik fährt im belichteten Bereich konstante 
Gewüschwindigkeit, kurze sin2 Bewchleunigungsrampen sind ausserhalb der 
160mm.

Wenn dein Stream zu schnell ist, dann schrumpft nur dein Board, wenn er 
zu langsam ist, ist es zu breit.

Aber der stream ist quarzgenau und deine Schrittmotorstuerung auch 
(jeder vernünftige Mensch legt die Schrittmotor Steuer Routine auf einen 
Timer Interrupt)

Jetzt misst du die belichtete Breite eines Rasters und passt die Daten 
des primärstreams an um die letzten Henauigkeiten rauszuholen.

1000 Euro Linsen?

Du musst focussieren, dazu benötigst du zwei und musst aufweiten 
(eventuell, falls du die Variante mit der virtuellen Zwischenebene 
machst,mnicht),

http://www.qioptiq-shop.com/Praezisionsoptik/Einzellinsen/Plankonvexlinsen/Plankonvexlinsen-ungefasst.html

Nach meiner Rechnung sind das in Präzisionsoptik 72 Euro plus 
Versand/MWSt.

Bei Mikrolinsen bekommst du ab 5,- beim netten Chinamann, musst aber 
schauen, dass das Transmissionsspektrum bis unter 400nm geht.

Ich sehe das insgesamt als weniger schwierig an, als dass was Du gerade 
baust.

Wenn och die Tage dazu komme, probiere ich mal eine Spirale, es sollte 
dann aber auch eine wirkliche runde Spirale auf der einen Seite und 
rechtwinklig mit 45 Grad Schrägen auf der anderen Seite sein, sonst sagt 
es wenig über die unschönen Effekte aus.

Der (hier als Siemensstern) bezeichnete hat in der Versuchsphase 
folgende Vorteile:

Die einzelnen Segmente können mit unterschiedlichen Zeiten ausbelichtet 
werden, man sieht dann an der Spitze und in den Ecken den richtigen 
Faktor für den Lack.

Er lässt sich unterm Messmikroskop schnell vermessen und zeigt auch die 
geometrischen Umgenauigkeiten, Winkel und Teilungsfehler.

Bevor der Stern nicht ok ist, brauche ich die Spirale nicht zu 
probieren.

Und für meine Anforderung ist er noch nicht ok und in der Garage ist es 
mir die Woche zu kalt.

[Conny G. (conny_g)]

Johannes S. schrieb:
> Conny G. schrieb:
>> Genau so mache ich das. Ich habe einen separaten Controller für den
>> Laser
>
> Ah Ok, habe das hier nicht mehr komplett verfolgt. Und die Triggerung
> der Diode machst du auch per Linearencoder?
> Welche HW hat der UM, auch sowas mit ATMega und Marlin oder sind die
> schon bei 32 Bittern?

Der UM Original hatte einen Mega2560 Arduino und Schrittmotoren Shield 
oder so. Beim UM2(+) wurde das identisch in eine Ultimaker-Platine 
überführt, die Schrittmotortreiber gleich drauf.

https://ultimaker.com/photo/topic/0x0/56ddd246c0878/SDB00146.jpg

https://github.com/Ultimaker/Ultimaker2/tree/master/1091_Main_board_v2.1.1_(x1)

Beim Ultimaker 3 ist wohl ein Linux-Board als Hauptsteuerung drin und 
als Motorcontroller noch das o.g. Ultimaker-Board.
Da sind aber die Baupläne noch nicht veröffentlich, das steht eigentlich 
jederzeit an - der soll ja auch (noch) Open Source / Hardware sein.

Die Triggerung der Diode ist einfach nach dem Timer des 2. Controllers.
Es wird nach der Geschwindigkeit des Move-Befehls im G-Code der 
Timer-Counter berechnet und beim Lasercontroller eingestellt, das ist 
Teil der Daten, die an den Lasercontroller übermittelt werden.
D.h. sie starten per Sync und dann streamt der Controller ganz 
eigenständig und unabhängig seine Pixel.

Ich bin gerade dabei die Belichtung von Doppelseitigen zu optimieren, 
ich vermute, dass ich dafür noch eine extra Kalibrierungsrunde für 
diesen Timer-Counter brauche. Denn bei Doppelseitigen, die ich letztes 
Jahr gemacht habe gab es 1mm Abweichung auf 8cm zwischen Vor- und 
Rückseite, aber nicht nur Offset, sondern auch Verschiebung in 
Abhängigkeit von X. Das kann nur sein, wenn die Breite, die gewollt ist 
nicht mit der Breite real übereinstimmt.
Und da die Schrittmotorsteuerung präzise ist (3D-Drucke sind maßgetreu) 
kann das nur mit der Synchronität der Laseransteuerung zu tun haben.

[Conny G. (conny_g)]

@Michael

Genau was Du beschreibst habe ich mit dem Ultimaker gebaut.
Der 3D-Drucker fährt hin und her, ein Arduino streamt die Pixel über 
einen Laserdiodentreiber. Fertig.
Das ist genau der Charme der Ultimaker-Lösung, dass ich mich nicht mit 
Hardware und Motorsteuerung beschäftigen muss.
Es ist so sogar noch einfacher als einen alten Drucker zu 
zweckentfremden, weil der 3D Drucker ja sogar ein offenes Gehäuse mit 
"Innenraum" hat.
Muss keine Signale abgreifen, muss dem Drucker nur G-Code schicken.

[Johannes S. (Gast)]

Conny G. schrieb:
> Und da die Schrittmotorsteuerung präzise ist (3D-Drucke sind maßgetreu)
> kann das nur mit der Synchronität der Laseransteuerung zu tun haben.

Da müsste eine Gabellichtschranke helfen die am Anfang in laufender 
Fahrt ein Startsignal liefert, Sync mit Start des Move ist dann evtl. zu 
ungenau?


Michael schrieb:
> ...

Das war jetzt viel aber weit entfernt von dem was man so als Standard 
bei 3D Drucker Steuerungen hat. Streams 'am PC abgreifen' macht keinen 
Spass, in der quelloffenen Firmware ist das um einiges leichter zu 
realisieren. Die Dioden werden schon mit geeigneten schnellen Treibern 
angesteuert, da gab es zu Anfang des Threads schon lange Diskussionen.

[Michael (Gast)]

Im Prinzip streamst Du doch schon so.

Dann brauchst Du - so der Kleine Rechner genug Platz hat - nur die 
Streamingrate hochzudrehen und von 1 Bit auf 8 Bit über DAC zu gehen.

100kHz haben wir mit Motion Control zusammen auf einem 8052 hinbekommen, 
da können doch 1 oder 5 MHz streams mit heutigen Prozessoren kein Thema 
sein.

Ansonsten den PC hernehmen , wie oben beschrieben, der kann über die 
Schnittstellen 100te von MHz streamen, an den einfachen immer noch 
genug.

Das Problem mit den doppelseitigen kommt aus der Geometrie mit hoher 
Wahrscheinlichkeit.

Ich gehe mal davon aus, dass dir geeignete Messmittel um Mechaniken 
einzurichten fehlen.

Ein Winkelfehler oder ein Linearisierungsfehler wirken sich im Umschlag 
brutal aus, und das hasst Du, wenn du von beiden Seiten belichtest.

Das Problem hast Du mit der Folienmethode nicht.

Ich kann dir die Einrichtungen erklären, aber das macht nur Sinn, wenn 
die Mechanik es von der Steifikkeit und den thermischen koeffizienten 
hergibt, und dass habe ich auf den Bildern so nicht gesehen.

[Michael (Gast)]

....Steifigkeit......  der Schreibfehler war nicht beabsichtigt.

[Conny G. (conny_g)]

Johannes S. schrieb:
> Conny G. schrieb:
>> Und da die Schrittmotorsteuerung präzise ist (3D-Drucke sind maßgetreu)
>> kann das nur mit der Synchronität der Laseransteuerung zu tun haben.
>
> Da müsste eine Gabellichtschranke helfen die am Anfang in laufender
> Fahrt ein Startsignal liefert, Sync mit Start des Move ist dann evtl. zu
> ungenau?

Nein, das Sync ist genau genug, zumindest auf ein viertel oder halbes 
Mil genau. Sonst könnte ich ja quer zur Bewegungsrichtung gar keine 
vernünftigen Leiterbahnen hinbekommen. Aber im Bereich von 4-5mil ist 
das kein Problem.

Aber wenn Du die Vorderseite links-nach-rechts belichtest und die 
Rückseite auch, dann ergeben sich möglicherweise 2 Arten von 
Verschiebung:
1) ein einfacher Offset, die Platine liegt etwas anders als vorher und 
alles ist ein paar Zehntel verrutscht.
2) eine Über-Kreuz-Dehnung von vorne gegen hinten, ein Offset, der sich 
über die X-Richtung ändert.

Deshalb mache ich jetzt 2 Dinge:
ich habe mir einen Rahmen 3D-gedruckt wo ich die Vorderseite links und 
die Rückseite rechts anlege. Die Rückseite wird dann r-to-l belichtet. 
Damit ist die Belichtungsrichtung auf beiden Seiten gleich.
Und wenn ich noch Distanzabweichungen in X-Richtung feststelle, dann 
muss ich den Timer-Counter nochmal kalibrieren, dann reicht die reine 
Rechnung nicht aus.
Allerdings habe ich noch keine Hinweise, dass die Maße nicht passen. 
Gerade mit der 10x10cm Spirale geht es sehr eng zu und das passt auf 
0,25mm genau.

[Uhu U. (uhu)]

Michael schrieb:
> sin2 Bewchleunigungsrampen

Bei den Bewchleunigungsrampen kann ich dir ja noch halbwegs folgen, 
aber was meinst du mit sin2?

[Conny G. (conny_g)]

Michael schrieb:
> Ich gehe mal davon aus, dass dir geeignete Messmittel um Mechaniken
> einzurichten fehlen.
>
> ....
>
> Ich kann dir die Einrichtungen erklären, aber das macht nur Sinn, wenn
> die Mechanik es von der Steifikkeit und den thermischen koeffizienten
> hergibt, und dass habe ich auf den Bildern so nicht gesehen.

Du hast eine ganz subtile Art Dich hier über uns zu stellen und uns 
mitzuteilen, wer hier was kann oder nicht kann und wer was weiss oder 
nichts weiss. :-)

[Michael (Gast)]

Nein, so sollte das nicht rüberkommen.

Entschuldigung.

Ich habe diese Dinge früher mal professionell gemacht und aus der Zeit 
viele Hilfs und Messmittel, die nicht jeder rumliegen hat, so war das 
gemeint.

Die Frage war eher die, welche Messmittel zum Einrichten er cor Ort hat.

Es gibt manche, wie meine Kumpel, der Uhrmacher ist, da findest du Alles 
für feinmechanische Messung, ander haben nichts jenseits von Geodreieck.

Woher soll ich wisssen, was er in seinem Hobbyraum hat?

[Conny G. (conny_g)]

Es könnte ja nur um Abweichung oder Instabilität in X/Y gehen. Auf 
Instabilität habe ich keine Hinweise, das müsste ich bei einem 10x10cm 
Druck oder Belichtung sehen, sowohl bei 3D Druck als auch bei der 
Belichtung.

Und bzgl. eine Parallelogramm-Verzerrung habe ich gerade die Diagonalen 
des letzten 10x10cm Spiralendrucks gemessen, die sind auf Bruchteile von 
mm gleich.
Also mit Messschieber und Lupe kann ich keine Differenz erkennen und 
diese Begutachtung per Auge / Lupenbrille würde ich mal auf 0.25mm genau 
halten.

Also habe ich keine Hinweise auf verzogenes Gehäuse oder Instabilität. 
Und über das hinaus wäre ich jetzt auch nicht bereit mich mit der 
Mechanik zu beschäftigen. Wenn die das nicht hergibt, dann ist es der 
falsche Ansatz.
Aber ein UM2 würde nicht zu den besten Druckern seiner Klasse gehören, 
wenn die Drucke nicht auf Zehntel genau wären und das sind sie.

[Michael (Gast)]

Was die thermischen Koeffizienten und Steifigkeiten angeht:

Es macht einfach keinen Sinn eine Genauikeit einzurichten, zB von 0,05mm 
wenn die Maschine sich bei 10 Grad Temperaturänderung schon mehr in der 
Geometrie ändert oder beim Bewegen nicht hinreichend steif ist.

Um 4 Mil zweiseitig auszubelichten muss - sofern es Durchkontaktierungen 
oder Verbindungen geben soll, auf einer Diagonalen mit der Halterung der 
Platine eine Summengenauigkeit von 0.06 erzielt werden um prozessicher 
0,6er DuKos zu setzen.

Das ist die Summe aller Fehler, inklusive der Geometrie, und da liegst 
du schon bis an den Lochrand.

Da ich sehr, sehr, sehr lange in dem Thema beschäftigt war, weiss ich so 
in etwa was gehr und was nicht.


Die Frage nach den Sinus Quadrat Rampen:

Du kannst Schrittmotor Mechaniken um Grössenordnumgem schneller 
beschleunigen und fahren, wenn diese über "ruckbegrenzte 
Beschleunigungen" geführt werden.


Linearrampen (dass was jeder fährt) arbeiten mit einem Algorithmus, dass 
man im Timerinterrupt je den neuen Timerinterruptwert holt um die Rampe 
zu machen, wobei die Timerwerte sich reziprok aus 1/v Verlauf herleiten.

Also:

V(t=0)=0
V(t=1)=V(t=0)+delta V (delta V ist die Beschleunigung)
V(t=2)=V(t=1)+delta V
...
If V>Vmax -> V=Vmax

Diese Bewegungsführung hat in der ersten Zeitlichen Ableitungen zwei 
Rucks.

Diese Energiespitzen führen dazu, dass der Schrittmotor an den Stellen 
gerne "aussteigt" oder man muss ihn weit weg von dem betreiben was er 
könnte.

Wenn man nun einen t=n Tiefpass hinter den zentralen Timer setzt, fährt 
man ruckbegrenzt.

Im einfachsten Fall kann man dies als rotativen Puffer realisieren, in 
den die Werte eingeschrieben werden, der Mittelwert des Puffers wird 
verwendet als Stellwert.

Also

V' bilden aus Integral (T=0..15) der Vs und V' zum Fahren nehmen.

15 Zyklen später ist die Mechanik an der selben Stelle, aber sie kann um 
Grössenordnungen schneller beschleunigt werden.

Wenn V' auf dem zentralen Interpolator gebildet wird und über die 
Achsverhältnisse digital runtergebrochen wird ist das Verfahren 
geometrietreu und erlaubt sehr schnelles, ruckrüfreies Fahren.

[Conny G. (conny_g)]

In meinem Falle müsste ich zur Optimierung der Rampen die Firmware des 
UM dort entsprechend anpassen und das möchte ich nicht tun.
Mein Ansatz ist: ich nehme was mir die vorhandene Mechanik gibt, das ist 
meine Geschwindigkeits-/Qualitätsgrenze. Und innerhalb dieser Grenzen 
versuche ich was geht.

[Johannes S. (Gast)]

Conny G. schrieb:
> Du hast eine ganz subtile Art

hört sich sehr nach Fraunhofer Institut an, das erinnert mich sehr an 
die Theoretiker mit denen ich z.T. zu tun habe :-) Aber Limo.de ist 
interessant, habe ich schon notiert.

Conny G. schrieb:
> Neuer Versuch,

das sind doch schon super Ergebnisse.

Würde es evtl. etwas bringen die Schrittauflösung zu verbessern? Jetzt 
müsstest du 25µ haben, ist das nicht etwas ruckelig? Dafür ist es 
allerdings blöd das die SM-Treiber direkt auf dem Controllerboard 
sitzen.

[Conny G. (conny_g)]

Johannes S. schrieb:

> das sind doch schon super Ergebnisse.

Im Grunde bin ich ja auch schon zufrieden, was ich bei "normalen" 
Platinen so erreichen kann. Aber diese 5mil Spirale hilft mir gerade 
noch einen Level von Feinheiten zu erkunden. Wenn ich die 5mil schaffe, 
dann werde ich nie wieder mit irgendeiner Platine ein Problem haben und 
habe auf dem Weg dahin eine Menge gelernt :-)

> Würde es evtl. etwas bringen die Schrittauflösung zu verbessern? Jetzt
> müsstest du 25µ haben, ist das nicht etwas ruckelig? Dafür ist es
> allerdings blöd das die SM-Treiber direkt auf dem Controllerboard
> sitzen.

Die native Schrittauflösung des UM2 ist 2032dpi, 80 Schritte pro 
Millimeter, das ist m.E. kein Limit für die Belichtungsqualität.
Da spielt im Vergleich der Spielraum von <<1mil für das Sync-Signal 
schon eine größere Rolle.
Oder Ungleichmässigkeiten in der Druckkopfbewegung über die Breite der 
Platine.
Und natürlich die Breite des Laserpunkts. Wenn der zwischen 0,05-0,1mm 
gross ist, dann brauche ich feineres als 500dpi gar nicht versuchen.

Deshalb würde ich jetzt noch eine Belichtungsserie mit 508dpi machen und 
dann mal Resümee ziehen, wo die Grenzen sind.

[Johannes S. (Gast)]

Conny G. schrieb:
> Die native Schrittauflösung des UM2 ist 2032dpi, 80 Schritte pro
> Millimeter,

ok, also 12,5 µm pro Schritt. Es ging mir allerdings nicht um höhere 
Auflösung, sondern um einen ruckfreieren Lauf. Der SM hat ja eine 
Rastung und damit immer einen Zick-Zack in der Weg-Zeit Kurve. Bei 
höherer Geschwindigkeit wird das sicher besser, aber kann das nicht der 
Grund für die teilweise ungleichmässigen Abstände sein?
Mit den Silent Step Sticks wird gerade die Bewegung mit konstanter V 
besser sein, die interpolieren ja bis 1/256 Schritt und sind damit 
wesentlich ruckärmer.

[Michael (Gast)]

NEin, kein Fraunhofer, keine Uni etc.

Wir haben Fraunhofer, UNis, Zeiss, Siens, Limo , 
Leiterplattenhersteller, Druckformherateller und Formenbauer, sowie 
Geldproduzenten, auch Mikroelektronik lange mit Maschinen beloefert.

Ich habe 1978 die erste digitale Motorsteuerung mit 6502 gemacht, kurz 
darauf haben wir Sat tracking gemacht.

Erfahrungen aus zigtausend Applikationen und  Maschinen die wir und mit 
Dritten weltweit gebaut haben, insbesondere, als Leiterplatten und 
Elektronik noch in D gemacht wurde.

Ich bin allerdings einige Jahre aus dem Tages-Geschäft raus.

Im Optischen Bereich haben wir Maschinen zur Herstellung von 
Fresnelstrujturen gemacht, ausserdem Maschinen mit denen Planglas in den 
optischen Bereic poliert werden kann, im Mikrobereich sind 
Hörgerätegehäuse, Intraokkularlinsen, elliptische Motorenstrukturen uvm 
mit unseren Maschinen gefertigt.

Die erste Generation von Handys bei Nokias Zulieferanten, die ersten 
Pulsuhren uvm haben wir betreut.

Da sammeln sich halt viel an Erfahrungen.

Heute können diese Techniken viele Firmen deswegen bastel ich an Neuem.

Ich finde deinen Ansatz , aus dem vorhandenen das Beste rauszuholen 
genau richtig.

Messschieber und Diagonalen ist schon mal ein guter Ansatz, die 
Innenabmessungen horizontal und vertikal sollten auch stimmen.

Wenn deine Maschine mit Kugelspindeln ist, solltest du einen 
Aufwärmzyklus fahren, bevor du loslegst, Kugelspindeln dehnen sich mit 
Erwärmung.

Ansonsten wenn deine Maschine bohren kann, Lochraster 10x5 bohren, 
drehen, dann die dazwischen von der anderen Seite, Bild begutachten.

[Conny G. (conny_g)]

Johannes S. schrieb:
> ok, also 12,5 µm pro Schritt. Es ging mir allerdings nicht um höhere
> Auflösung, sondern um einen ruckfreieren Lauf. Der SM hat ja eine
> Rastung und damit immer einen Zick-Zack in der Weg-Zeit Kurve. Bei
> höherer Geschwindigkeit wird das sicher besser, aber kann das nicht der
> Grund für die teilweise ungleichmässigen Abstände sein?

Ja, das könnte schon sein, dass das hier durchschlägt, wo es jetzt um 
einzelne Mil geht. Bei der letzten Variante war ja von den Leiterbahnen 
nur noch 1 Mil (= 2 Steps) übrig und wenn es da etwas 
Unregelmässigkeiten gibt, dann sind die gleich weg.
Würde also bedeuten, dass die Laufungleichmässigkeiten bei dieser 
Geschwindigkeit 1-2 Stepper Schritte sind. Zusammen mit extra großem 
Laserpunkt (ca. 3mil?) bei höherer Belichtungsenergie (Glockenkurve und 
so) der Tod der Tracks.

Das habe ich auch bei früheren Versuchen schon mal gefunden, dass der 
beste Kompromiss zwischen fließender Bewegung und Vibrationen bei ca. 
4.000mm/min liegt. Darunter ruckelt es mehr und darüber kommen neue 
Arten von Schwingungen ins Spiel.

[Conny G. (conny_g)]

Michael schrieb:
> Ansonsten wenn deine Maschine bohren kann, Lochraster 10x5 bohren,
> drehen, dann die dazwischen von der anderen Seite, Bild begutachten.

Noch nicht. Aber der 3D-Druck einer Dremel-Halterung um mit demselben 
3D-Drucker den Dremel dremeln zu lassen ist schon gedanklich in Planung 
;-)

[Johannes S. (Gast)]

Michael schrieb:
> NEin, kein Fraunhofer, keine Uni etc.

ok, nehme alles zurück, wollte dir da keine Kompetenz in Frage stellen.
An dem UV Laserbelichterthema sind hier einige schon über Jahre dran, 
teilweise mit bescheidenen Mitteln aber trotzdem guten Ergebnissen. Dann 
findest du hier auch Links zu Videos mit teuren Galvo Maschinen oder 
sehr aufwändigen Maschinen mit vielen Alufrästeilen. Der Ansatz von 
Conny ist da schon Top.

Michael schrieb:
> Wenn deine Maschine mit Kugelspindeln ist

die benutzt man in 3D Druckern in XY Richtung wg. zu langsam nicht, in 
der langsamen Z-Achse sind die in einigen Geräten drin aber Z bewegt 
sich für diese Anwendung ja (idealerweise) nicht. Wobei, da sollte man 
auch drauf achten, ein weglaufen in Z kann ja auch ein Fehler sein, der 
Z Motor sollte also Dauerstrom bekommen.

[Conny G. (conny_g)]

Johannes S. schrieb:
> Z Motor sollte also Dauerstrom bekommen.

Das ist gegeben, die Motoren sind alle auf Achtung, wenn der Drucker 
aktiv ist.

[Gerd E. (robberknight)]

Conny G. schrieb:
> Mein Ansatz ist: ich nehme was mir die vorhandene Mechanik gibt, das ist
> meine Geschwindigkeits-/Qualitätsgrenze. Und innerhalb dieser Grenzen
> versuche ich was geht.

Den Ansatz finde ich gut.

Poste doch vielleicht mal ein Bild von Deinem Laser, der Laserhalterung, 
Blende etc.

Vielleicht kommt Michael dann eine Idee, wie man den Laserpunkt mit 
einfachen Mitteln besser fokussiert und rund geformt bekommt, ohne daß 
man gleich ne Optische Bank aus Granit etc. benötigt.

[Michael (Gast)]

Es gibt nur die Möglichkeit zu defocossieren, dann wieder zu 
focussieren, das mit elliptischen Lynsen oder Zylinderkreuzlinsen.

Alles nicht teuer in "Standardgrössen" aber teuer wenn es so weit 
miniaturisiett ist, dass es mitfahren soll und keine Scheingungen 
auslösen soll.

Google "Zylinderlinsem" "Strahlformung" "online" gint es viele Anbieter.

Wenn es ganz billig sein soll, man kann mit Folienlinsen arbeiten, wenn 
man indirekt die Strahlführung macht.

Silberfolie über einen definierte Bohrung, dann kann man Focus über 
Druck / Unterdruck einstellen (Aufheizen, heiss verschliessen, abkühlen 
zB).

Spiegelflächen sind optisch wie Linsen.

Es gibt auch Silberglasfolie, Schott sollte so was als ein paar 
Muster/Reststücke am Bastler über nen Distri gegen Kaffeekassenspende 
abgeben können.

Für die Berechnung von Laserstrahlformung gibt es Tools von Unis im 
Optik Skript Bereich.

Im Zweifel mal in Ilmenau bei der LIGA Fraktion nachfragen.

[Michael (Gast)]

Ich habe Dir zu Strahlformung mal was rausgesucht:

Lese Abschnitt 5

Vorher 1.3 und 3.3.5

http://public.beuth-hochschule.de/~physik/Medizinphysik/LaserLaborgesamtNeu12.pdf

Verstehe die Zeitliche und örtliche Verteilung der Energiedichtefunktion 
und warum du sie GROSS machen musst um sie zu focussieren.

Dass der Strahl elliptisch ist stört nicht, du kannst es aber mit 
Zylinderkreuzlinsen (zwei Zylinderlinsen) beseitigen.

Aber wozu?

Rotiere den Lser in der Polarisation so, dass er in der längeren Linie 
in die Fahrrichtung zeigt, dann nutzt du eine anti Aliasing und 
schraubst in der Richtung die zeitliche Auflösung höher als in der 
Zeilenabstandsrichtung.

Dadurch ist die Reaktivitätswahrscheinlichkeit in der Dichteverteilung 
der Gauss Funktion in X und Y gleich im Lack gleich, das ist Alles 
wirsuf es ankommt.

Bildlich:

Wenn du einen Strahl schnell rotieren lässt, dann ist die " Flecklänge" 
beim "Stroboskopblitzen" von drr yblitzdauer abhängig.

Genauso ist es bei der Aufmodulation eines Signales auf die Laserdiode 
im verfahrenden Zustand.

Wenn du eine Sinusfrequenz auf die Diode gibst, kannst du Ellipsen mit 
beiden Hauptachsen projezieren, da sich am Lack die Überlagerung der 
Dichtefunktionen darstellt. Das Maximum der Ellipsenbreite quer zur 
Verfahrrichtung ist der focussierte kürzere Strahl, in der 
Verfahrrichtung kannst du von Null bis Gesamtbreite steuern 
(f->Unendlich, f->1)

Die erreichbare Ortsauflösung im Lack ist nicht die Focussierung des 
Flecks.

Wenn Du den Weg der analogen Aufmodulierung (Antialiasing) nicht gehen 
willst, schau Abschnitt 5 an.

Dort ist beschrieben, wie man in der Praxis den Strahl formt.

Da sind auch konkrete Brennweiten und ylinsen angegeben für einen Laser.

Lass dich nicht verrückt machen, Strahlformung für einen Laser ist kein 
Hexenwerk, es gibt da keine chromatische Aberration die Objektive sonst 
so komliziert macht, und da du GROSS formen musst, tuen es billige 
Linsen, sie sollten auch nicht vergütet sein.

Schwierig ist nur, dass du weiter weg musst, wenn du genauer werden 
willst.

Dieses Paradoxon liegt an der Natur der Strahlformung.

Am Anfang des Skriptes siehst Du wie sich die Strahltallie aus einem 
parallel kollimierten Strahl bildet.

Um klein focussieren zu können, musst du weit aufweiten und parallel 
führen, bevor du focussierst.

Wenn du nun auf kleinem Abstand focussierst, ergibt sich ein 
"Strahlkegel" im Lack innerhalb sich die Photonenreaktionen statistisch 
verteilt abbilden.

Das kannst Du nur mit einem grösseren Focalabstand des sekundären 
focussystems beseitigen, oder mit dem Trick mit der Virtuellen 
Zwischenebene (was einem weit entferntem Focus entspricht).

Zeichne dir mal die Abstände auf und überlege, auf welchen Kegelwinkel 
du im Lack kommst wenn du 10:1 aufweitest, parallelisierst und dann 
focussierst.

Nur der weiteste Bereich, in dem du sicher die Planlage der Platine zum 
Strahl sicherstellen kannst ist die sichere Auflösung ohne "Aliasing" 
oder zeitliche Modulation im analogen Bereich.

Das nächste was Du bedenken musst, wenn du den Laser anstelle der 
Platine verfährst, ist, dass das Linsensystem nicht schwingen darf.

Ich bin aber, wenn ich deine bisherigen Belichtungen sehe der Meinung, 
dass du für 35u Platinen hier eher an die Ätzgrenze kommst.

4/4 mil in einer 35u Platine bedeutet, dass du 100u Struktur ISOTROP 
ätzt, da bleiben 100-35-35= 30u Restkupfer ohne 
Resistübermassbelichtung.

Ohne teilanisotropen Prozess (Sprühätzen oder DRIE) wirst du nicht 
weiter runter kommen, egal was Du belichtest.

Saubere Strukturbreitenüberbelichtung bei 4/4 Strukturen benötigt 
Auflösungen, die deutlich über die 1000dpi gehen, selbst damit dürftest 
du den Ätzfaktor nur begrenzt hochbringen.

[Conny G. (conny_g)]

Michael schrieb:
> 
http://public.beuth-hochschule.de/~physik/Medizinphysik/LaserLaborgesamtNeu12.pdf
>
> Verstehe die Zeitliche und örtliche Verteilung der Energiedichtefunktion
> und warum du sie GROSS machen musst um sie zu focussieren.

Du meinst die Spitze der Gauss-"Nadel" ist einfacher zu nutzen, wenn ich 
die Kurve = Laserpower hochschraube?
Aber ist es nicht dasselbe wenn ich das mache mit der 
Fahrgeschwindigkeit (doppelte Geschwindigkeit = halber Power = Schwelle 
der Lackreaktion mehr Richtung Spitze der Kurve) oder mit einem analogen 
Treiber (weniger Power, Spitze der Kurve "sticht" weniger in den Lack)?
Denn mit diesen beiden spiele ich ja schon und ich sehe gerade nicht, 
dass eine Modulierung bei voller Power einen Unterschied macht zum 
Abregeln des Leistungslevel des Lasers. Das Ergebnis ist dasselbe: ich 
nutze nur die Spitze der Gausskurve.

> Rotiere den Lser in der Polarisation so, dass er in der längeren Linie
> in die Fahrrichtung zeigt, dann nutzt du eine anti Aliasing und
> schraubst in der Richtung die zeitliche Auflösung höher als in der
> Zeilenabstandsrichtung.
> > Dadurch ist die Reaktivitätswahrscheinlichkeit in der Dichteverteilung
> der Gauss Funktion in X und Y gleich im Lack gleich, das ist Alles
> wirsuf es ankommt.

Gute Idee die Elipse des Laserfokus mit verschiedenen "Auflösungen" X/Y 
auszugleichen.

> Wenn du eine Sinusfrequenz auf die Diode gibst, kannst du Ellipsen mit
> beiden Hauptachsen projezieren, da sich am Lack die Überlagerung der

Klar.

> Ich bin aber, wenn ich deine bisherigen Belichtungen sehe der Meinung,
> dass du für 35u Platinen hier eher an die Ätzgrenze kommst.
>
> 4/4 mil in einer 35u Platine bedeutet, dass du 100u Struktur ISOTROP
> ätzt, da bleiben 100-35-35= 30u Restkupfer ohne
> Resistübermassbelichtung.

Ja, ist richtig. Ich habe bei 5mil schon beide Effekte - die 
Randunschärfe des Lasers, die Energie muss genau passen, damit die 
Gaussspitze maximal klein ist.
Und ich verliere schon 1mil durch die Überätzung.

Also macht eigentlich die Taktik 1000dpi Belichten, die Leistung auf 
maximal kleinen effektiven Fokus (= Bereich in dem der Lack reagiert) 
und 2 Pixel zugeben
doch ziemlich Sinn. Denn durch letzteres bleibe ich auch sicher weit 
genug von der Netto erwünschen Leiterbahn weg.

Bei 500dpi kann ich keine Sicherheitspixel zugeben, weil die Auflösung 
bereits so "grob" ist im Vgl. zu den 5mil. Und gleichzeitig kann ich mit 
der Leistung nicht maximal niedrig gehen (um weit genug von der Netto 
Leiterbahn weg zu bleiben für die Überätzung), weil sonst der Raum 
zwischen zwei Streifen nicht mehr gut genug belichtet wird und ich 
bekomme eine Rasterung beim Ätzen. Und bis die Weg ist sind die 
Leiterbahnen auch weg.

Genau das scheinen bei 500dpi jetzt die Effekte zu sein. Ich glaube ich 
gehe zurück auf 1000dpi, die Ergebnisse waren viel besser.

[Richard B. (r71)]

@Conny Ich habe diese Eisen3 Suppe nochmal unter die Lupe genommen.
Du solltest wirklich auf NaPS umsteigen um diese Strukturen zu schaffen.
Eisen3 in Schale ist schlicht und einfach unkontrollierbar und
für solch feine Strukturen ungeeignet.

Jens schrieb:
> Aber das sind keine Belichtungsfehler auf dem Bild.
> Das ist ein Farbumschlag des Lacks.

Ja, das habe ich nach 16 Platinen auch herausgefunden.
Der Lack wird vom Eisen3 angegriffen.

Jens schrieb:
> Das hatte ich bei mir auch schon, wenn ich zu viel Leistung
> auf die Leiterplatte gebracht hatte auch.
> Der ist leicht verbrannt so wie es aussieht.

Also ich habe definitiv richtig belichtet und bei mir sieht
das genauso aus. Ich befürchte das kommt von Eisen3.
Bei NaPS gibt es diese Probleme nicht.

[Conny G. (conny_g)]

Richard B. schrieb:
> @Conny Ich habe diese Eisen3 Suppe nochmal unter die Lupe genommen.
> Du solltest wirklich auf NaPS umsteigen um diese Strukturen zu schaffen.
> Eisen3 in Schale ist schlicht und einfach unkontrollierbar und
> für solch feine Strukturen ungeeignet.

Ich glaube Du hast recht.
Ich habe heute noch Versuche mit 4x4cm Ausschnitten der Spirale gemacht 
und mein letzter Versuch mit 1000dpi und 2 Pufferpixeln Zugabe sah beim 
Ätzen anfangs echt super aus. Aber dann dauerte es ewig das Kupfer aus 
den Ritzen zu bekommen und am Ende - nach 30min! - waren am Rand die 
ersten Tracks schon wieder weg und innen tlw immer noch Kupfer in den 
Abständen.
Das Fe3 geht einfach nicht in die Ritzen!

Ich müsste auch noch Naps da haben. Wenn ich es finde dann probiere ich 
das.

Wenn das so ist, das Fe3 keine feinen Strukturen mag, dann ist mein 
Problem gar nicht mehr das Belichten!

[Michael (Gast)]

"Spitze der Kurve".

Nicht ganz.

Nehme mal gedanklich einen 1cm grossen Fleck.

du blitzt den und dann daneben noch einen.

Das ist wie in den Versuchen mit den "Einzelphotonen" (googel mal 
Doppelspaltversuch.

Wenn du eine analoge Frequenz aufmodulierst, passiert etwas ganz 
anderes, das Thema heisst Interferenz.

Wie das funktioniert siehst du im "Quantenradierer" Versuch.

Die Dualität Welle/Teilchen des Lichtes musst du bei Laserstrahlen (oder 
anderer Lichtbastelei) halt berücksichtigen.

Ein Rechteck ist das Integral von verschiedenen Sinusgemischen, ein 
ideales Rechteck hat ein sehr breitbandiges Spektrum.
Das ist nicht dass, was du hier willst.

Das Lackmolekül ist mehr oder weniger eine Empfangsantenne, deswegen 
wird ja auch die Wellenlänge für die Belichtung angegeben.

Die Frequenz ist halt nur sehr hoch bei 400 Nanometer Wellenlänge.

Bei einem Laser liegen die emittierten Wellenpakete in einer Front, das 
kommt von dem Lawineneffekt des Halbleiterlasers. An der Austritsstelle 
emmititeren die Atome parallel und gleichzeitig, da ds ein Einkristall 
sein muss auch auf einer Frequenz.

Deswegen kannst du diese Wellenfunktion nicht weiter zentrieren, ändern 
oder bündeln, ohne zunächst aufzuweiten.

Aber, wie in der Funktechnik kannst du die Wellenfunktion modulieren.

Dann gelten die Gesetze der Ringmischer und Interferenzstörungen und 
Seitenbänder und so weiter.

In der Lasertechnik kann man direkt (Strom) oder indirekt (akustisch 
optische Modulatoren) arbeiten.

Wenn du nun das Interferenzmuster räumlich so gestaltest, dass das 
Empfangsmaximum an der Stelle auftritt, wo du es haben willst, wird an 
der Stelle genau ein Lackmolekül reagieren, die Wellenfunktion 
zusammenbrechen und ein Elektron entstehen (oder entzogen, müsste ich 
nochmal nachsehen).

Das Ein- Ausschalten oder Pulsen ist eine andere Betriebsart.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, Wellenfunktionen zu bündeln, die 
einfachste für deinen Anwendungsbereich wäre halt meines Erachtens nach 
die analoge Aufmodulation der Diode.

Aber tausend Wege führen nach Rom.

[Michael (Gast)]

http://www.iap.tu-darmstadt.de/praktika/fp/abteilung-a/akustooptischer-modulator/

So ein Praktikum mal als Gasthörer besuchen.

Die Seite von TAG lesen (Shaping Loght with sound)

http://www.tag-optics.com/news.php

Modulation und Seitenbänder der Ringmischer ansehen.

Ebene Interferometrie und Abbildung

http://wwwex.physik.uni-ulm.de/lehre/physing1/node53.html


Zum Verständnis:

Du willst eine räumliche Interferenzspitze der Wellenfunktion and einem 
Raumpunkt erzeugen (den Bildpunkt).

Dieser hat eine Grösse von gensu einem Lackmolekül.

Du kannst das mikroskopisch nur über die "Druckverteilung" also 
Spannungen und Phasen der Wellenfront hinbekommen.

Dazu musst du die Wellenfront manipulieren.

Das kann mechanisch (Rotierendes System, Piezomechanisch (wie oben)) , 
beugend transmissiv (Linsen) , beugend interferierend ( Gitter, 
Lochraster) , reflexiv (Sphärische, aspherische, planare Spiegel) oder 
mit Fresnelstrukturen passieren.

Abbildung, zwei oder sogar 3 oder 4 dimensionsl ist nur ein 
Interferenzeffekt einer Welkenfront.

Lies rückzus mal Abbe und Mikroskopie, dann wird dir das klar.

Der Laser hat eine Eigenschaft, die ihn von anderen Dingen 
unterscheidet, die Phase der emmitierten Photonen ist bei Allen gleich, 
auch die Frequenz.

Ihre Spins müssen mE nach auch stimmen, ansonsten würde der Strahl 
divergieren.

Das kommt aus der grundsätzlichen Natur der Strahlung und ihrer 
Ausbreitung, sowie dem Zusammenhang in den Maxwellschen Gleichungen, 
aber so genau erinnere ich mich da nicht mehr, das ist lange her.

Wenn du mit Laserlicht ein Objekt in einem Raum beleuchtest und dann 
eine Fotoplatte, dann erhölst du in dem leeren Raum mit dem Laserlicht 
ein Abbild der fehlenden Objekte (im Raum 3d!) Spooky, nicht war, aber 
logisch?

Nennt sich Hologramm, und ist die dreidimensionale Erweiterung deines 
Schärfungsproblems.

Zusammenfassend kannst Du also:

Mechanisch focussieren (x,y,z Piezos) - Pfennigkram, aber anspruchsvoll 
zu rechnen.

Optisch aufweiten und dann optisch focussieren - einfachst, aber schwere 
Linsen, Erschütterung musst du beherrschen, drei Linsen in härtbarem 
Knetgummi ausrichten.

elektrisch (allerdings nur in der Z Richtung solange du bei einem Laser 
bleibst) analog - die simpelste.

über einen akkustisch optischen Modulator.

Über zwei Piezoschwinger an der Platine-erinnere dich du musst x,y 
aufmodulieren, könntest du auch dort.


Nochmal zum Versatz oben unten

Legst du an dem selben Anschlag an?

Das könnte der Fehler sein.

Du braucht zwei Winkel auf der Maschine, sonst legst du einmal linke 
Platinenkante, einmal rechte Platinenkante an, das funktioniert nicht.

So genau sind die nicht in der Breite.

Weg:

Ein paar kleine Löcher in ein Musterstück.

oben belichten an linken Anschlag, wendem, am rechten Anschlag 
belichten.

Versatz am Loch mit USB Mikroskop und Glasmasstab ausmessen und 
Softwaremässig einpflegen.

Dazu brauchst du

http://www.lupenshop.de/content/lupenshop.storefront/58f8582e17344ab22740d43f47070632/Product/View/S&2D1983&2D1

Zum Ausmessen der Dicke der Leiterzüge

http://www.lupenshop.de/content/lupenshop.storefront/58f8582e17344ab22740d43f47070632/Product/View/S&2D1983&2D3

Und falls Du es nicht hast eine Lupe 10x messtauglich (zB Peak) oder so 
was

https://www.conrad.de/de/usb-mikroskop-dnt-2-mio-pixel-digitale-vergroesserung-max-200-x-191250.html?gclid=Cj0KEQjwldzHBRCfg_aImKrf7N4BEiQABJTPKD0c0cuph5gWLWs70uu0MAIRflP02eLlC_3TJwiOKsgaAi0t8P8HAQ&insert_kz=VQ&hk=SEM&WT.srch=1&WT.mc_id=google_pla&s_kwcid=AL!222!3!190748622649!!!g!!&ef_id=VCbY7AAAAN22Cgsg:20170420064635:s

Dann kannst du sauber oben unten belichten.

Du hast halt das Problem der zwei Ausrichtkanten, das hat die 
Filmfraktion nicht.

[Conny G. (conny_g)]

Michael schrieb:

Das ist soweit nachvollziehbar, mit Interferenz kann ich spannende Dinge 
tun.
Die Frage ist aber, ob ich irgendeine Anordnung benötige. Ich lese was 
von Doppelspalten oder Strahlteilung etc.

> Wenn du nun das Interferenzmuster räumlich so gestaltest, dass das
> Empfangsmaximum an der Stelle auftritt, wo du es haben willst

Genau das ist der Knackpunkt. Wie gestalte ich das Interferenzmuster mit 
Hausmitteln so, dass es einen kleinen/runden Fokus ergibt.

> Es gibt verschiedene Möglichkeiten, Wellenfunktionen zu bündeln, die
> einfachste für deinen Anwendungsbereich wäre halt meines Erachtens nach
> die analoge Aufmodulation der Diode.

Aber ohne Auslöschung/Verstärkung in bestimmter Form nutze ich letztens 
ja doch nur die Gausskurve?

[Michael (Gast)]

Bilder zur Verdeutlichung:

Vor meinem PC einfach eine billige Laserpointer LED aus China, auf einem 
Stück Metall als Quelle, Dioptrinlinsen von Polaroid (+10,+4,+2,+1, oder 
halt -10....-1), ein Schminkzerrspiegel (Vergrösserer) meiner Frau und 
das Messmikroskop mit der Glasplatte und dünnem Papier.


Der Laserpointer ist nur schwach kollimiert, er divergiert auf einige 
Meter schon deutlich.

Im ersten Bild siehst du das.

[Michael (Gast)]

Nun versuchen wir konventionell zu focussieren:

Mit 4 dioptien (MINUS) ergibt sich der engste Strahl.

Normalerweise würdest Du erwarten dass eine Zerstreuungslinse den Strahl 
vergrössert....

[Michael (Gast)]

Wow, ist ja kleiner geworden (an der entfernten Wand auch, warum bloss 
ist er dort genauso gross??

Gelten die Gesetze der Optik nicht mehr?

Dann verkleinern wir weiter, wir gehen auf +10 und -10 Dioptrin

[Uhu U. (uhu)]

Michael schrieb:
> Im ersten Bild siehst du das.

Kannst du von dem Aufbau ein Foto machen?

[Michael (Gast)]

Uhu U. schrieb:
> Michael schrieb:
>> Im ersten Bild siehst du das.
>
> Kannst du von dem Aufbau ein Foto machen?


Das wäre mir peinlich

aber bitte nicht lästern, das war jetzt 5 Minuten Tesa/PC

[Uhu U. (uhu)]

Michael schrieb:
> Das wäre mir peinlich

Du kannst ja das Chaos rundrum mit Gimp o.Ä. ausradieren...

[Michael (Gast)]

Uhu U. schrieb:
> Michael schrieb:
>> Im ersten Bild siehst du das.
>
> Kannst du von dem Aufbau ein Foto machen?

Plastiktisch als optische Bank, USB Mikroskop mit ybutterbrotpapier und 
Glasmessstab rechts, in den letzten Versuch indirekt über den 
Zerrspiegel links.

[Michael (Gast)]

Ich stehe zu meinem Chaos

[Michael (Gast)]

Deine Idee, den Diodenstrom schwächer zu machen

(Aha, die Fläche bleibt)

[Michael (Gast)]

Wir focussieren über den Spiegel (die Brennweite spielt keine Rolle??)

[Michael (Gast)]

Nun focussieren wir noch mal 10 Diotrin nach dem Verkleinerungsspiegel

(müsste das hier sein)

Ergo:

Der minimale Focus ist von der Strahlquelle abhängig.

[Michael (Gast)]

Einen schlecht kollimierten Strahl kannst (China Laserpointer) kannst du 
weiter kollimieren, einen gut kollimierten Strahl wirst Du ohne genaue 
Strahlformung wie in dem FH Labortutoriel in Abschnitt 5 nicht weiter 
focussieren können.

Mit dem Focussieren auf dem klassischen Weg handelst du dir die 
Problematik des Lichtkegels ein.



Was um Himmels Willen spricht denn gegen analoges Antialiasing und 
Sinusaufmodulation?

Das ist doch kein Hexenwerk.

[Uhu U. (uhu)]

Michael schrieb:
> Plastiktisch als optische Bank, USB Mikroskop mit ybutterbrotpapier und
> Glasmessstab rechts, in den letzten Versuch indirekt über den
> Zerrspiegel links.

Oh, dieses elende Mikroskopstativ scheint doch zu was nutze zu sein...

Wie ist das mit dem Spiegel zu verstehen? Der guckt doch auf die 
Versorgungsleitungen der LD?

[Conny G. (conny_g)]

Michael schrieb:
> Nun focussieren wir noch mal 10 Diotrin nach dem Verkleinerungsspiegel
>
> (müsste das hier sein)
>
> Ergo:
>
> Der minimale Focus ist von der Strahlquelle abhängig.

Soweit klar. Aber jetzt schau Dir doch mal die Größe des Laserpunkts bei 
verringertem Strom an, der ist 30% kleiner.
Zumindest soviel weniger sichtbar auf dem Foto. Und genau das ist die 
Gauss'sche Glockenkurve, der Bereich in dem z.B. ein Fotolack reagiert 
wird kleiner, die "Spitze" der Glockenkurve.

Und genau das macht doch das Modulationsaliasing auch, oder?

[Michael (Gast)]

Uhu U. schrieb:
> Michael schrieb:
>> Plastiktisch als optische Bank, USB Mikroskop mit ybutterbrotpapier und
>> Glasmessstab rechts, in den letzten Versuch indirekt über den
>> Zerrspiegel links.
>
> Oh, dieses elende Mikroskopstativ scheint doch zu was nutze zu sein...
>
> Wie ist das mit dem Spiegel zu verstehen? Der guckt doch auf die
> Versorgungsleitungen der LD?



In dem Versuch mit dem Spiegel habe ich den Laser logisch umgedreht, nur 
nicht nochmal für dein Foto

[Michael (Gast)]

Conny G. schrieb:
> Michael schrieb:
>> Nun focussieren wir noch mal 10 Diotrin nach dem Verkleinerungsspiegel
>>
>> (müsste das hier sein)
>>
>> Ergo:
>>
>> Der minimale Focus ist von der Strahlquelle abhängig.
>
> Soweit klar. Aber jetzt schau Dir doch mal die Größe des Laserpunkts bei
> verringertem Strom an, der ist 30% kleiner.
> Zumindest soviel weniger sichtbar auf dem Foto. Und genau das ist die
> Gauss'sche Glockenkurve, der Bereich in dem z.B. ein Fotolack reagiert
> wird kleiner, die "Spitze" der Glockenkurve.
>
> Und genau das macht doch das Modulationsaliasing auch, oder?


Nein.

Gedankenexperiment:

Du machst mal 10% Laserstrom drauf und fährst von links nach rechts.

Nun machst du mal 0..20% Sinus drauf mit 100 Herz und machst das selbe.

Was nun?

[Michael (Gast)]

Wenn deine Theorie mit der Spitze der Gauss Funktion stimmt, dann müsste 
ein höherer Lichtstrom durch ein Neutalfichtefilter einen kleineren 
Punkt ergeben?

Ich hänge morgen früh mal einen ND 100 dazwischen, interessiert mich.

Wenn ich mich aber zurückerinnere an Mathe war die Gaussfunktionn so 
nicht zu beeinflussen.

Du kannst es rechnen.

Flächenintegral von -r/2 bis +t/2 gegenüber NxG(f) wenn das Integral 
gleich ist.

Dann r' rückrechnen. r' kleiner r wöre Ziel.

Wenn du recht hättest könnte man Laserstrahlen mit Neutraldichtefiltern 
schärfen.

Das ist mir busher nicht bekannt.

[Michael (Gast)]

...Neutraldichtefilter....

...ND 1000 ....

Schreibfehler

[Conny G. (conny_g)]

Michael schrieb:
>> Und genau das macht doch das Modulationsaliasing auch, oder?
>
> Du machst mal 10% Laserstrom drauf und fährst von links nach rechts.
>
> Nun machst du mal 0..20% Sinus drauf mit 100 Herz und machst das selbe.

Ich gehe mal von Belichtung auf dem Fotolack aus und dass die 10% 
bereits über der Schwelle sind wo er anspricht.

Bei 10% Laserstrom erhalte ich eine Linie gewisser Dicke über die 
Fahrstrecke.

Beim Sinus erhalte ich je nach Fahrgeschwindigkeit eine Ellipse auf alle 
x mm, je nach Fahrgeschwindigkeit (wenn die Fahrgeschwindigkeit vs. der 
Frequenz so hoch ist, dass sich keine Überlappung der Ellipsen ergibt).

Und jetzt?